出品｜虎嗅ESG组
作家｜胡巍
头图｜AI生成
本文是#ESG越过不雅察#系列第130篇著作
本次不雅察要害词：能源，碳排放
“东谈主工智能数据中心的能源资本飞快高潮，占据了群众头条新闻，然则硬件人命周期中其他关节对环境形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，而况具有很深的环境踪影。”Digiconomist首创东谈主、绿色和平组织所发解释《芯片制造的要害节点：跟踪芯片制造中的电力破钞与碳排放》（下称解释）作家之一的Alex de Vries说。
这份解释指出，2023年至2024年时候，群众东谈主工智能（AI）芯片制造的用电量增长了350%以上；商量发现，在群众东谈主工智能半导体坐褥中心东亚，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知足。
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，芯片制造商却很少领受方法来采购可再生能源。东谈主工智能硬件需求的继续升级，辩论与东谈主工智能硬件制造关联的排放加多显得至关进军。”
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职守问题，更是关乎群众时事方向能否竣事的要害接触。
数字背后的环境代价
半导体制造业的能源破钞限制已达到令东谈主操心的进程。有统计指出，台积电当作群众最大的芯片代工场，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%，特出了领有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合座能源破钞的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特有，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%，每年的排放量将特出3200万吨二氧化碳当量，这一数字甚而特出了丹麦2021年的总排放量。
芯片制造的能源密集型本色，源于其复杂的坐褥工艺。从融解硅运转，到使用大功率激光进行光刻，再到创造和保重真空景色，以及捏续清洁责任，每一个关节齐需要多量的电力复旧。
据统计，半导体制造厂每小时的耗电量高达100兆瓦时，特殊于8万多户北好意思家庭的用电量。独特是极紫外（EUV）光刻时间，当作7纳米及以下先进制程的中枢拓荒，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。跟着制程时间向3纳米、2纳米甚而更末节点鼓励，这一数字还将捏续攀升。
东谈主工智能芯片的爆炸性需求进一步加重了这一趋势。绿色和平组织的阐涌现示，2023年至2024年时候，群众AI芯片制造的用电量增长了350%以上。到2030年，群众东谈主工智能芯片制造的电力需求预想将比2023年增长170倍，特出爱尔兰当今的用电量。
全人命周期视角揭示了芯片产业影响时事的竣工图景。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松手物处理，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转折的电力破钞排放。
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。据英特尔表示的数据，全氟化碳等气体占其2020年奏凯温室气体排放（领域1）的近一半，特殊于197万吨二氧化碳。这些气体的群众变暖潜能值（GWP）是二氧化碳的6500-9200倍，固然排放量不大，但时事影响却极为显贵。
电力关联的转折排放（领域2）限制更为稠密。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群众平均水平。以台积电为例，尽管其坐褥能效继续升迁，但2021年仍产生了约1500万吨二氧化碳当量的转折排放。三星电子的情况雷同严峻，其预测到2030年的年排放量将特出3200万吨二氧化碳当量。
地舆聚会度放大了芯片制造业的碳踪影问题。群众约75%的半导体产能聚会在东亚地区，独特是中国台湾、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%。
地域散布相反是评估芯片碳踪影的进军维度。归拢家公司在不同地区坐褥的芯片，由于电网结构不同，其转折排放可能稀有倍之差。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，迪士尼彩乐园安全吗其碳强度显贵高于使用挪威电网（以水电为主）坐褥的同款芯片。这种相反在刻下穷乏碳边境变嫌机制的情况下，诬陷了商场竞争，也裁汰了企业向清洁能源转型的能源。
由谁端庄
半导体产业的碳排放职守需要在总计价值链中进行分派，从联想公司到代工场，从拓荒供应商到末端品牌，每个关节齐承担着不成推卸的职守。
芯片制造巨头无疑是职守链中最进军的一环。台积电、三星电子和英特尔当作群众三泰半导体制造商，其坐褥经由中的奏凯排放和能源破钞组成了行业碳踪影的主体。台积电和三星电子当作碳排放大户，耗电量特出一些国度的合座用电量，但这些企业领有稠密的资金实力和时间才气，理当领先竣事能源结构转型。
上游拓荒与材料供应商雷同负有进军职守。Applied Materials、ASML、东京电子等半导体拓荒巨头提供的坐褥器用决定了制造工艺的能效上限，但推动绿色制造时间方面的创新涌现不及。举例，化学材料供应商Solvay SA虽已开发出一些期凌化学品的替代品，但全氟化碳等强效温室气体仍然在半导体制造中平庸使用。
投资者与金融机构在职守矩阵中也饰演着进军、但常被淡薄的脚色。BlackRock、Vanguard等大型钞票不竭公司当作半导体企业的最大股东，有才气通过股东决议和投资决策影响企业的环境计策，却很少将碳排放当作中枢评估打算。
下流科技巨头当作芯片的最终用户和需求驱动者，其职守攻击淡薄。苹果、微软、谷歌、亚马逊等公司固然已竣事本身运营的100%可再生能源方向，但对供应链的碳排放却穷乏豪阔的拘谨力和复旧方法。
职守分派必须辩论历史排放与才气原则。台积电、三星等亚洲芯片巨头固然刻下排放量大，但其产业地位是在群众电子产业升沉经由中形成的，西洋品牌企业永恒将高耗能、高期凌的制造关节外包，却享受了末端居品的绝大部分利润。
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这种群众价值链的单干不对等意味着时事职守也应当共担——末端品牌不仅需要为本身运营的排放端庄，也应当为供应链排放提供时间复旧和资金抵偿，才气确凿推动总计产业的绿色转型。
绿色和平组织东亚供应链名目端庄东谈主Katrin Wu暗示，像Nvidia和AMD这么的无工场硬件公司淡薄了东亚供应链对时事的影响。关于他们过火同业来说，充分结实到其供应链对环境的影响，并与制造商配合加多可再生能源的使用至关进军。“硬件公司不错通过奏凯投资风能和太阳能容量，签署电力购买左券，并运用其影响力来办法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：从工艺鼎新到可再生能源应用
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时间科罚决策。
工艺优化与拓荒能效升迁组成了最奏凯的减排道路。台积电展示了一些得胜案例——通过与供应商配合更正厂房拓荒的电力变压器，将运转效果由98.3%升迁至99%。收敛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颗高效果变压器，筹划节电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。当今芯片坐褥中精深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，方向是寻找群众变暖效应更低且更环保的化学品，并开发新的减排拓荒。理念念情况下，半导体产业应当诞生访佛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不竭展现了新兴时间的减排后劲。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拓荒运行参数、环境条款和能耗数据，不错找出最优的坐褥能效时势。应用材料公司已运转运用AI优化芯片制造拓荒的调度和保重，减少非坐褥性能耗。
芯片制造是水资源密集型产业，每个工艺设施之间需要使用超纯水冲洗半导体晶圆，而制程工艺越先进、触及的设施就越多。水处理和高纯水制备破钞多量能源，而能源坐褥又需要水冷却，形成耦合轮回。英特尔已结实到这一问题，发布了净正水首肯，即尽可能轻易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决策。商量标明，在群众领域内，可再生能源已成为最低廉的能源体式之一——2023年，亚太地区公用功绩光伏太阳能发电的平准化电力资本平均下跌了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，而况会在2030年下跌到31好意思元/兆瓦时。在日韩和欧洲，这种差距愈加涌现，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。经济性依然不再是攻击，半导体企业需要克服的是永恒购电左券的缔结虚浮和电网接入的时间挑战。
通过工艺鼎新、可再生能源替代与全人命周期不竭，行业有望在2030年前将AI芯片制造的电力需求增长收敛在合理区间。这一方向的竣事需要芯片巨头、末端品牌与计策制定者的协同业动——从签署永恒购电左券到诞生碳踪影追念体系，每一步齐需直面利益博弈与时间壁垒——毕竟，芯片不应以烧毁翌日为代价。
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