出品｜虎嗅ESG组在线av 动漫
作家｜胡巍
头图｜AI生成
本文是#ESG逾越不雅察#系列第130篇著述
本次不雅察枢纽词：能源，碳排放
“东谈主工智能数据中心的能源资本飞速上涨，占据了巨匠头条新闻，但是硬件人命周期中其他关节对环境酿成的影响却鲜少被说起。东谈主工智能硬件的制造经由是能源密集型的，何况具有很深的环境脚迹。”Digiconomist首创东谈主、绿色和平组织所发推崇《芯片制造的枢纽节点：跟踪芯片制造中的电力破钞与碳排放》（下称推崇）作家之一的Alex de Vries说。
这份推崇指出，2023年至2024年时候，巨匠东谈主工智能（AI）芯片制造的用电量增长了350%以上；扣问发现，在巨匠东谈主工智能半导体分娩中心东亚，东谈主工智能芯片制造日益增长的电力需求主要由化石燃料欢畅。
Alex de Vries先容：“值得指出的是，芯片制造聚会在东亚，那处的电网仍然严重依赖化石燃料，芯片制造商却很少遴荐行为来采购可再生能源。东谈主工智能硬件需求的禁止升级，探求与东谈主工智能硬件制造干系的排放加多显得至关进击。”
跟着东谈主工智能硬件需求呈指数级增长，芯片制造业的绿色转型已不仅是企业社会牵扯问题，更是关乎巨匠局面场合能否已毕的枢纽战斗。
数字背后的环境代价
半导体制造业的能源破钞鸿沟已达到令东谈主忌惮的进程。有统计指出，台积电动作巨匠最大的芯片代工场，其2021年用电量已达191.9亿度，占中国台湾地区总售电量的7.2%，高出了领有270多万东谈主口的台北市全年用电量。
更令东谈主担忧的是，这一数字还在以惊东谈主的速率增长——台积电2020年用电量还为160亿度，仅一年后就增长了20%。德勤曾预测，到2025年，仅台积电一家公司就将占中国台湾全体能源破钞的12.5%，而到2028年这一比例可能达到15%。
这种增长趋势并非台积电独特，韩国三星电子预测到2030年在韩国的电力破钞将达到109TWh，比2021年增长164%，每年的排放量将高出3200万吨二氧化碳当量，这一数字以致高出了丹麦2021年的总排放量。
芯片制造的能源密集型骨子，源于其复杂的分娩工艺。从溶化硅开动，到使用大功率激光进行光刻，再到创造和珍贵真空景色，以及握续清洁职责，每一个关节齐需要大批的电力复古。
据统计，半导体制造厂每小时的耗电量高达100兆瓦时，相称于8万多户北好意思家庭的用电量。尽头是极紫外（EUV）光刻期间，动作7纳米及以下先进制程的中枢开发，其耗电量尤为惊东谈主——2020年，台积电EUV光刻机用电量就达100亿度，占到台积电总用电量的泰半。跟着制程期间向3纳米、2纳米以致更末节点推动，这一数字还将握续攀升。
东谈主工智能芯片的爆炸性需求进一步加重了这一趋势。绿色和平组织的推崇袒露，2023年至2024年时候，巨匠AI芯片制造的用电量增长了350%以上。到2030年，巨匠东谈主工智能芯片制造的电力需求算计将比2023年增长170倍，高出爱尔兰现在的用电量。
色狗
全人命周期视角揭示了芯片产业影响局面的好意思满图景。从硅料提纯、晶圆制造、芯片封装到数据中心运行和最终电子放弃物处理，每个关节齐孝敬了可不雅的碳排放。
半导体产业制造阶段的碳排放主要来自两个方面，即奏凯的工艺排放和蜿蜒的电力破钞排放。
在工艺排放方面，半导体制造中使用的特种气体具有极强的温室效应。据英特尔知道的数据，全氟化碳等气体占其2020年奏凯温室气体排放（鸿沟1）的近一半，相称于197万吨二氧化碳。这些气体的巨匠变暖潜能值（GWP）是二氧化碳的6500-9200倍，自然排放量不大，但局面影响却极为权臣。
电力干系的蜿蜒排放（鸿沟2）鸿沟更为繁密。由于东亚芯片制造中心的电网碳强度较高，每度电产生的碳排放远高于巨匠平均水平。以台积电为例，尽管其分娩能效禁止进步，但2021年仍产生了约1500万吨二氧化碳当量的蜿蜒排放。三星电子的情况一样严峻，其预测到2030年的年排放量将高出3200万吨二氧化碳当量。
地舆聚会度放大了芯片制造业的碳脚迹问题。巨匠约75%的半导体产能聚会在东亚地区，尽头是中国台湾、韩国。而这些地区的电网结构仍严重依赖化石燃料，2023年，韩国58.5%的电力供应来自化石燃料，台湾为83.1%。
地域漫步互异是评估芯片碳脚迹的进击维度。团结家公司在不同地分别娩的芯片，由于电网结构不同，其蜿蜒排放可能特等倍之差。举例，使用中国台湾电网（2021年燃煤发电占比约45%）制造的芯片，其碳强度权臣高于使用挪威电网（以水电为主）分娩的同款芯片。这种互异在现时枯竭碳边境休养机制的情况下，诬蔑了市集竞争，也放松了企业向清洁能源转型的能源。
由谁认真
半导体产业的碳排放牵扯需要在所有这个词价值链中进行分派，从假想公司到代工场，从开发供应商到结尾品牌，每个关节齐承担着不成推卸的牵扯。
芯片制造巨头无疑是牵扯链中最进击的一环。台积电、三星电子和英特尔动作巨匠三泰半导体制造商，其分娩经由中的奏凯排放和能源破钞组成了行业碳脚迹的主体。台积电和三星电子动作碳排放大户，耗电量高出一些国度的全体用电量，但这些企业领有繁密的资金实力和期间才略，理当最初已毕能源结构转型。
上游开发与材料供应商一样负有进击牵扯。Applied Materials、ASML、东京电子等半导体开发巨头提供的分娩用具决定了制造工艺的能效上限，但推动绿色制造期间方面的创新显明不及。举例，化学材料供应商Solvay SA虽已开发出一些羞辱化学品的替代品，但全氟化碳等强效温室气体仍然在半导体制造中夙昔使用。
投资者与金融机构在牵扯矩阵中也饰演着进击、但常被淡薄的脚色。BlackRock、Vanguard等大型钞票管制公司动作半导体企业的最大股东，有才略通过股东决议和投资决策影响企业的环境计谋，却很少将碳排放动作中枢评算计算。
卑劣科技巨头动作芯片的最终用户和需求驱动者，其牵扯遏止淡薄。苹果、微软、谷歌、亚马逊等公司自然已已毕本人运营的100%可再生能源场合，但对供应链的碳排放却枯竭弥漫的拘谨力和复古行为。
牵扯分派必须探求历史排放与才略原则。台积电、三星等亚洲芯片巨头自然现时排放量大，但其产业地位是在巨匠电子产业转机经由中形成的，泰西品牌企业恒久将高耗能、高羞辱的制造关节外包，却享受了结尾居品的绝大部分利润。
这种巨匠价值链的单干不对等意味着局面牵扯也应当共担——结尾品牌不仅需要为本人运营的排放认真，也应当为供应链排放提供期间复古和资金赔偿，才调实在推动所有这个词产业的绿色转型。
绿色和平组织东亚供应链名目认真东谈主Katrin Wu示意，像Nvidia和AMD这么的无工场硬件公司淡薄了东亚供应链对局面的影响。关于他们偏激同业来说，充分阐述到其供应链对环境的影响，并与制造商合营加多可再生能源的使用至关进击。“硬件公司不错通过奏凯投资风能和太阳能容量，签署电力购买契约，并运用其影响力来见地电网中可再生能源的更高比例来克服可再生能源瓶颈。”
减排旅途：从工艺立异到可再生能源应用
濒临严峻的能源破钞与碳排放挑战，半导体产业亟需一套系统性的期间科罚有计算。
工艺优化与开发能效进步组成了最奏凯的减排阶梯。台积电展示了一些得手案例——通过与供应商合营改进厂房开发的电力变压器，将运转恶果由98.3%进步至99%。罢休2024年5月，台积电在12座先进制程晶圆厂和1座先进封测厂中已导入2435颗高恶果变压器，打算节电6600万度、减碳3.2万吨。
特种气体替代是半导体制造业特有的减排杠杆。现在芯片分娩中无边使用的全氟化碳等气体，其温室效应是二氧化碳的数千倍。英特尔发起了一项跨行业的研发倡议，场合是寻找巨匠变暖效应更低且更环保的化学品，并开发新的减排开发。理思情况下，半导体产业应当缔造雷同蒙特利尔议定书的多边机制，共同淘汰高GWP气体的使用。
东谈主工智能赋能能效管制展现了新兴期间的减排后劲。芯片制造经由中产生的海量数据为AI优化提供了基础，通过机器学习算法分析开发运行参数、环境条目和能耗数据，不错找出最优的分娩能效形态。应用材料公司已开动运用AI优化芯片制造开发的调度和珍贵，减少非分娩性能耗。
芯片制造是水资源密集型产业，每个工艺范例之间需要使用超纯水冲洗半导体晶圆，而制程工艺越先进、触及的范例就越多。水处理和高纯水制备破钞大批能源，而能源分娩又需要水冷却，形成耦合轮回。英特尔已阐述到这一问题，发布了净正水高兴，即尽可能浮浅用水并资助水利名目，保证为当地提供超出芯片制造破钞量的淡水资源供应。
除了上述旅途，可再生能源的奏凯应用才是愈加根底的科罚有计算。扣问标明，在巨匠鸿沟内，可再生能源已成为最低廉的能源体式之一——2023年，亚太地区公用管事光伏太阳能发电的平准化电力资本平均着落了23%。
资本对比极具劝服力：中国大陆2025年燃煤电价预测为90好意思元/兆瓦时，而可再生能源电价仅为48好意思元/兆瓦时，何况会在2030年着落到31好意思元/兆瓦时。在日韩和欧洲，这种差距愈加显明，预测到2050年欧洲自然气电价将是可再生能源电价的13.3倍。经济性还是不再是遏止，半导体企业需要克服的是恒久购电契约的缔结繁重和电网接入的期间挑战。
通过工艺立异、可再生能源替代与全人命周期管制，行业有望在2030年前将AI芯片制造的电力需求增长限制在合理区间。这一场合的已毕需要芯片巨头、结尾品牌与计谋制定者的协同业动——从签署恒久购电契约到缔造碳脚迹追思体系，每一步齐需直面利益博弈与期间壁垒——毕竟，芯片不应以燃烧将来为代价。
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