Bí mật đằng sau ngành công nghiệp chip

Để đáp ứng nhu cầu chip bán dẫn bùng nổ sử dụng trong mọi thiết bị điện tử từ điện thoại thông minh, ti vi đến tuabin gió, ngành công nghiệp này phải trả giá đắt: lượng khí thải carbon khổng lồ. Nói một cách dễ hiểu, sản xuất chip mặc dù là một phần không thể thiếu đối với vật dụng trong đời sống nhưng cũng góp phần làm trầm trọng thêm cuộc khủng hoảng khí hậu. Ngành này đòi hỏi một lượng lớn năng lượng và nước, chẳng hạn như một nhà máy sản xuất chip có thể sử dụng hàng triệu gallon nước mỗi ngày, tạo ra chất thải nguy hại.

Tuần trước, công ty sản xuất chất bán dẫn Đài Loan TSMC, nhà sản xuất chip lớn nhất thế giới, chuyên cung cấp chip cho Apple, đã cam kết đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050. Công ty đặt mục tiêu “mở rộng ảnh hưởng xanh và thúc đẩy ngành công nghiệp theo hướng bền vững carbon thấp”, chủ tịch công ty cho biết. Thế nhưng, khử carbon quả thật sẽ là một thách thức lớn. Riêng TSMC đã sử dụng gần 5% tổng lượng điện của Đài Loan, theo số liệu từ tổ chức Hòa bình xanh, dự đoán sẽ tăng lên 7,2% vào năm 2022 và công ty sử dụng khoảng 63 triệu tấn nước vào năm 2019. Lượng nước mà TSMC đã tiêu thụ trở thành chủ đề gây tranh cãi trong đợt hạn hán của Đài Loan năm nay, sự kiện tồi tệ nhất trong nửa thế kỷ trở lại đây.

Tại Hoa Kỳ, khuôn viên rộng 700 mẫu Anh của Intel ở Ocotillo, Arizona, đã thải ra gần 15.000 tấn chất thải trong ba tháng đầu năm 2021, khoảng 60% trong số đó là chất thải nguy hại. Intel cũng tiêu thụ 927 triệu gallon nước ngọt, đủ để lấp đầy khoảng 1.400 bể bơi Olympic và sử dụng 561 triệu kilowatt giờ năng lượng. Đại dịch nổ ra, các phân xưởng phải đóng cửa, thiếu hụt chip trên toàn cầu là vấn đề đau đầu của các cấp lãnh đạo, các chủ doanh nghiệp và là nỗi lo của các nhà nghiên cứu môi trường. Trong một thị trường chật hẹp, các nhà sản xuất ô tô phải cạnh tranh với khách hàng khủng như Apple. GM đã ngường sản xuất tại một số nhà máy ở Bắc Mỹ trong tháng này, trong khi Toyota cho biết họ sẽ cắt giảm 40% sản lượng trong tháng 9.

Trước tình thế cấp bách, nhiều quốc gia đang bắt tay vào các chương trình nhằm thúc đẩy ngành công nghiệp. Đạo luật Chips for America đề xuất tài trợ 52 tỷ đô la trong 5 năm cho ngành công nghiệp bán dẫn của Hoa Kỳ. EU đã đưa ra luật của riêng nhằm tăng thị phần trên thị trường chip toàn cầu lên 20% vào năm 2030. Chủ tịch Ủy ban châu Âu, Ursula von der Leyen gọi đó là “vấn đề chủ quyền công nghệ” trong bài phát biểu tại Quốc gia Liên minh châu Âu vào tuần trước. Những tham vọng này dẫn đến một cuộc đụng độ tiềm tàng với các mục tiêu khí hậu quốc tế. Cả EU và Hoa Kỳ đều đặt mục tiêu đạt được một nửa mức phát thải carbon ròng bằng 0 vào năm 2030 và bằng không vào năm 2050. Và khi ngành công nghiệp bán dẫn phát triển, lượng khí thải carbon cũng sẽ tăng theo.

Tuy nhiên, trong bối cảnh áp lực từ các nhà đầu tư và các nhà sản xuất điện tử mong muốn báo cáo chuỗi cung ứng xanh hơn cho khách hàng, nhiều doanh nghiệp bán dẫn đã tăng cường hành động khẳng định chiến lược phát triển bền vững. Sohini Dasgupta, kỹ sư thiết kế chính tại ON Semiconductors, cho biết: “Gần đây, công ty và bản thân chúng tôi đang đặt vấn đề môi trường lên hàng đầu”. Theo Mark Li, một nhà phân tích chất bán dẫn tại công ty đầu tư Bernstein, sự gia tăng của đầu tư có đạo đức đã giúp ích rất nhiều cho công cuộc giảm phát thải carbon. Các nhà quản lý quỹ tiếp thị “quỹ xanh” và các nhà đầu tư đang đặt nhiều câu hỏi hơn về tác động môi trường, xã hội và quản trị (ESG) của các công ty. “Trong ba năm qua, tiếng nói đầu tư vào ESG đã lớn hơn nhiều so với trước đây” Li cho biết và nhấn mạnh điều này cũng đã thay đổi cách hành xử của nhiều công ty.

Năng lượng tái tạo sẵn có đóng vai trò hỗ trợ các nhà sản xuất chip giảm lượng khí thải carbon của họ. Intel cam kết cung cấp 100% năng lượng từ các nguồn tái tạo vào năm 2030, tương tự với TSMC năm 2050. Nina Kao, người phát ngôn của công ty, cho biết tiêu thụ năng lượng chiếm 62% lượng khí thải của TSMC. Năm ngoái, công ty đã ký một thỏa thuận kéo dài 20 năm với công ty năng lượng Đan Mạch Ørsted, mua toàn bộ năng lượng từ một cánh đồng gió ngoài khơi công suất 920 megawatt Ørsted đang được xây dựng ở eo biển Đài Loan. Shashi Barla, nhà phân tích năng lượng tái tạo tại công ty tư vấn năng lượng Wood Mackenzie, chỉ ra thỏa thuận này được coi là thỏa thuận mua năng lượng tái tạo lớn nhất thế giới của công ty. Clifton Fonstad, giáo sư kỹ thuật điện và khoa học máy tính tại MIT, nhận định các hành động của TSMC có khả năng ảnh hưởng đến phần còn lại của ngành “các nhà sản xuất khác có thể học theo người dẫn đầu”.

Ngoài ra sự đổi mới còn nhằm mục đích giải quyết các vật liệu gây ô nhiễm nặng sử dụng để sản xuất chất bán dẫn. Ngành công nghiệp chip sử dụng các loại khí khác nhau trong quá trình sản xuất, nhiều loại trong số đó có tác động đáng kể đến khí hậu. Theo TSMC, công ty đã triển khai các máy lọc và các cơ sở khác để xử lý khí thải. Bên cạnh đó, nhiều doanh nghiệp chú ý tới các loại khí được sử dụng để khắc hoa văn lên và làm sạch bề mặt silicon của tấm wafer. Ví dụ, công ty khí công nghiệp Air Liquide có trụ sở tại Paris đã đưa ra một dòng khí khắc thay thế với tác động làm nóng lên toàn cầu thấp hơn.

Một số chuyên gia tin rằng các nhà sản xuất chip sẽ bắt đầu sửa đổi quy trình để kết hợp các loại khí xanh hơn, đặc biệt nếu những người chơi lớn có động thái tương tự. Nhu cầu lớn về chip hiện tại sẽ giúp ngành công nghiệp bán dẫn đạt được các mục tiêu phát triển bền vững. Các công ty có tỷ suất lợi nhuận tốt và kiếm được nhiều tiền, họ cũng đủ khả năng chi trả cho những biện pháp carbon xanh, đặc biệt ngày càng có nhiều khách hàng sẵn sàng trả nhiều tiền hơn cho một thiết bị xanh hơn.

TL