Le boom des semi-conducteurs a un côté sale

Particulièrement critiques sont les sites actuellement en construction, qui coûtent jusqu’à dix milliards de dollars, pour les processus de fabrication les plus avancés. “Plus les tailles structurelles sont petites, plus les processus de production sont complexes – et plus l’impact environnemental est important”, prévient l’expert du BCG Jan-Hinnerk Mohr.

A titre de comparaison : Selon le BCG, la technologie à deux nanomètres actuellement en développement entraînera 946 kilogrammes d’émissions de CO2 par unité de production. Avec le procédé 28 nanomètres, établi depuis de nombreuses années, il n’est que de 302 kilogrammes. Un nanomètre est à peu près aussi grand qu’un ongle pousse par seconde.

Le BCG estime que les émissions totales de CO2 de l’industrie ont atteint 171 mégatonnes l’an dernier, un bon quart de plus qu’en 2018. Cela devient un fardeau de plus en plus lourd pour les fabricants de puces. Parce que les clients vous mettent la pression.

“Nous voulons être neutres en carbone sur l’ensemble de notre chaîne d’approvisionnement d’ici 2030”, a récemment déclaré Cathy Kearney, responsable européenne d’Apple. Le statu quo n’est donc pas une option pour les fabricants de semi-conducteurs. “2030, ce n’est pas si loin”, prévient le dirigeant.

Apple est particulièrement important pour les fabricants de puces : le groupe iPhone est de loin le premier client mondial. L’industrie réalise plus de dix pour cent des ventes avec les seuls Californiens. Mais d’autres clients poussent également l’industrie des semi-conducteurs à devenir plus durable, souligne le consultant du BCG Mohr : « De nombreuses industries clientes poursuivent cette démarche avec vigueur.

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Les puces elles-mêmes sont fabriquées dans des salles blanches qui sont plusieurs fois plus propres que les blocs opératoires. Le filtrage de l’air coûte à lui seul beaucoup d’énergie. De plus, les processus de production nécessitent souvent des températures extrêmement élevées et sont donc de véritables énergivores.

Ce n’est pas tout : « De nombreux gaz utilisés par l’industrie des puces sont extrêmement nocifs pour le climat », explique l’expert Mohr. Les entreprises utilisent également des métaux tels que l’or, l’aluminium et le cuivre, ainsi que de nombreux produits chimiques.

Et la matière première des disques sur lesquels les puces sont fabriquées est également difficile à produire. Le silicium le plus répandu a un point de fusion d’environ 1400 degrés, tandis que le carbure de silicium, important pour l’électromobilité, a un point de fusion de plus de 2000 degrés.

Et les fabricants ont besoin d’autre chose : de l’eau, et en quantités énormes.« L’approvisionnement en eau est un énorme problème », déclare Alan Priestley de l’étude de marché Gartner. Les trois principaux producteurs de semi-conducteurs de Dresde, à savoir Bosch, Globalfoundries et Infineon, utilisent près de la moitié de l’eau de toute la ville. Nulle part ailleurs en Europe, il n’y a autant d’usines de puces dans une zone aussi petite que dans la capitale de l’État saxon.

Cependant, la ville et l’État libre ne trouvent pas facile de répondre aux exigences de l’industrie. Les investissements dans l’infrastructure sont « extrêmement difficiles », déclare Oliver Schenk, chef de la chancellerie d’État.

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Les étés secs comme l’année dernière sont une horreur pour les entreprises de puces à Dresde. Pendant des semaines, à peine une goutte de pluie est tombée du ciel, parfois l’Elbe ressemblait plus à un filet qu’à un fier fleuve européen. Néanmoins, le groupe Dax Infineon vient de lancer la construction d’une nouvelle usine à Dresde qui coûtera cinq milliards d’euros. À l’avenir, cependant, l’entreprise souhaite recycler une grande partie de l’eau.

TSMC obtient l’eau par camion

C’était encore pire à Taïwan en 2022. Dans son pays d’origine, TSMC a dû apporter de l’eau dans des camions-citernes pour maintenir la production. Un blocage du groupe pourrait rapidement paralyser l’économie mondiale. TSMC est de loin le principal fabricant sous contrat dans l’industrie des puces, d’Apple à Qualcomm, presque tous les principaux fournisseurs de semi-conducteurs utilisent les capacités.

La réduction de la consommation d’eau est donc une priorité absolue chez TSMC. Après tout, l’entreprise construit également son premier site aux États-Unis, dans l’état plutôt sec de l’Arizona.

L’exemple de TSMC montre le grand dilemme de l’industrie. Parce que le groupe se développe rapidement, il consommera chaque année plus de ressources dans un avenir prévisible, malgré tous les efforts d’économies. TSMC veut investir 36 milliards de dollars supplémentaires dans de nouvelles usines cette année, autant qu’en 2022. Il faudra donc jusqu’en 2030 pour ramener les émissions nocives pour le climat au niveau de 2020, explique Cliff Hou, responsable des ventes pour l’Europe et l’Asie. .

Intel achète à 9000 entreprises

Cependant, l’industrie des puces a toujours un problème : les fabricants savent combien de ressources ils utilisent eux-mêmes et quel impact cela a sur l’environnement. Mais qu’en est-il des fournisseurs ? « La chaîne d’approvisionnement est extrêmement longue et complexe. Il est donc difficile pour les fabricants de puces d’obtenir les données nécessaires », explique le consultant Mohr.

Exemple Intel : Le groupe américain estime le nombre de ses fournisseurs directs à environ 9000 entreprises de 85 pays. L’entreprise de la Silicon Valley est en train d’implanter deux usines à Magdebourg. Selon la société, Intel a utilisé 93 % d’électricité verte sur ses propres sites l’année dernière.

Pendant ce temps, TSMC essaie d’impliquer ses fournisseurs. L’entreprise vient de signer un contrat de 20 ans avec un fournisseur d’énergie solaire à Taïwan. TSMC veut non seulement s’en servir pour approvisionner ses propres usines, mais aussi celles de ses fournisseurs.

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TSMC et ses fournisseurs ont suffisamment d’électricité pour alimenter 250 000 foyers par an. L’entreprise souhaite non seulement faire des affaires d’une manière plus respectueuse de l’environnement, mais également donner à ses fournisseurs un accès facile à l’énergie verte.

Cependant, empêcher de nouvelles usines de puces et fermer les anciennes n’est pas une bonne idée, malgré toute la pollution environnementale, déclare le consultant Mohr : « L’industrie des semi-conducteurs permet à d’autres secteurs de réduire leur consommation d’énergie. Dans l’ensemble, c’est positif pour le climat.

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