法國企業施耐德電機(Schneider Electric)表示半導體產業為旅行、工作和娛樂的關鍵設備，永續發展工作包含智慧電網、向再生能源的過渡、低碳足跡物流和永續供應鏈，甚至工廠的科學發現和能源效率措施也需依賴無所不在的晶片。
然而半導體產業也需要重新調整對環境的影響。2021年，該產業所使用能源足以為2,500萬人口提供一整年電力。因此，在2022年第27屆聯合國氣候變化大會(COP27)上，由60個創始成員成立半導體氣候聯盟(Semiconductor Climate Consortium)，承諾到2050年將排放量減少到0%。該倡議強調了半導體產業在實現地球永續發展目標方面的重要作用，是一個崇高但可以實現的目標。從一開始就將永續性融入半導體製造的電網設計中，並透過正確的策略規劃和早期實施，該行業可以顯著減少其晶片製造過程的碳足跡。
半導體產業擁有複雜的生產及資源密集供應鏈，工廠消耗大量的水和能源，規模大型的工廠需要越來越多的能源供應和大量的冷卻用水。此外，提供生產所需材料的供應商也會產生排放，即為範疇三排放，這大大增加了該行業的碳足跡，生產當今先進的3奈米晶片預計每年消耗近80億度電。
以下4個關鍵策略可以優化半導體工廠的電氣網路：
1. 配電線路優化：為穩健的電網佈局奠定基礎，並提高了營運效率。首先確定能量輸入的適當起點並優化變壓器的放置，整合基於負載需求、冷卻效率與智慧電網技術，以確保有效的電壓和電流分配。最佳化策略必須保持敏捷，以適應不斷變化的監管需求，這些法規通常需要新技術整合、設計修改、額外報告以及先進的監控和控制系統來支援智慧電網技術。新的安全或效率標準甚至可能需要不同的配電設計方式。敏捷的最佳化策略可確保持續的合規性，並為未來智慧電網的發展做好基礎設施準備。
2. 標準化：在變電站設計中，組件一致性和可複製性將可簡化施工與維護，並降低錯誤接線的風險。例如，一個大型半導體工廠有300個中壓變電站，可以對其中250個變電站進行標準化設計。這對交貨時間、製造效率和能源使用都有顯著的最佳化。它可以更好地回應客戶不斷變化的需求，並降低整體持有成本(Total ownership costs)標準化也有助於半導體製造商更輕鬆地遵守國際或地區法規、簡化認證流程和法規。
3. 分散式能源(Distributed Energy Resources，以下簡稱DERs)：與傳統方法相比，整合DERs(如由太陽能電板、燃料電池和電池儲存組成的微電網)可提供潔淨可靠的能源，實施微電網可顯著減少碳排放和能源成本，並提高彈性、優化能源負載和展現永續營運的潛力，而DERs的一個優勢就是可以滿足多樣化的監管環境。
4. 與供應商和合作夥伴的合作：半導體設施具有複雜的電氣生態系統，優化電網需要與專家合作，尤其是專門從事先進能源管理和自動化解決方案的合作夥伴。這些合作夥伴關係對於利用先進的物聯網系統和尖端技術，將生產設施轉變為能源效率和永續發展模式至關重要。合作夥伴提供的服務，例如能源審查計算和導入數位建模架構，可降低營運成本和碳足跡。
除了實現永續發展目標之外，合作也為策略投資鋪路，可以採取聯合投資研發，以確保晶片與科學法案(CHIPS and Science Act)下的激勵措施並影響未來的政策，該法案是美國半導體產業必須遵循的一項關鍵立法授權，其目標是在未來二十年將微電子能耗降至原來的1/1,000並促進創新。
關鍵字：半導體、碳足跡
文章來源：經濟部產業發展署產業永續發展整合資訊網
