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Dieser Artikel ist Teil zwei einer zweiteiligen Serie, die untersucht, wie Halbleiter und der energieintensive Halbleiter-Fertigungsprozess zu den Scope-3-Emissionen von OEMs (Original Equipment Manufacturer) und anderen Unternehmen beitragen.
Mitten im Jahrzehnt angekommen, haben sich Nachhaltigkeit und das ESG (Environmental, Social, and Governance)-Rahmenwerk längst über flüchtige Trends, wohlklingende Rhetorik oder unverbindliche Ideale hinaus entwickelt. Diese komplementären Konzepte sind heute treibende Kräfte in der Unternehmenswelt – vor allem aus zwei Gründen: Erstens weiten sich weltweit gesetzliche Vorgaben langsam, aber stetig aus und verpflichten Unternehmen, ihre CO2-Bilanz zu berechnen, Sorgfaltspflichten entlang der Lieferkette zu erfüllen sowie interne Kontrollmechanismen zu etablieren. Zweitens etabliert sich unter den wichtigsten Interessengruppen börsennotierter und großer Unternehmen ein Konsens, der fordert, dass Organisationen durch Berichterstattung zu ihren Nachhaltigkeitsbemühungen öffentlich (und gegebenenfalls gegenüber den zuständigen Behörden) Rechenschaft ablegen.
Die heute von Unternehmen verlangten ESG-Berichtspflichten umfassen vielfach eine detaillierte CO2-Bilanzierung – insbesondere die Berechnung von Scope-1-, Scope-2- und Scope-3-Emissionen. Wer mit dieser zunehmend gängigen Methode noch nicht vertraut ist: Sie deckt sowohl „direkte Emissionen“ ab, die ein Unternehmen durch eigene Anlagen und Aktivitäten verursacht, als auch „indirekte Emissionen“, die zwar nicht vom Unternehmen selbst ausgestoßen, aber auf dessen Herstellung und Betrieb entlang der Wertschöpfungskette zurückzuführen sind.
Die Scope-3-Emissionen eines Unternehmens sind aus verschiedenen Gründen die komplexeste und anspruchsvollste Kategorie der CO2-Bilanzierung. Als sogenannte „Cradle-to-Grave“-Bewertung umfasst Scope 3 sämtliche vor- und nachgelagerten Aktivitäten, angefangen beim Rohstoffabbau bis hin zum Lebensende-Management. Eine präzise Ermittlung der Scope-3-Emissionen ist daher ein aufwändiger, wissensintensiver Prozess — und der Scope-3-Anteil ist meist um ein Vielfaches höher als Scope 1 oder 2, da er 15 spezifische Kategorien nach GHG Protocol abdeckt. Wer als OEM – etwa aus der Automobil-, Unterhaltungselektronik- oder Luft- und Raumfahrtbranche – die gesamte eigene CO2-Bilanz erfassen und Strategien zu deren schrittweiser Reduktion entwickeln will, muss die Komplexität von Scope 3 verstehen.
Halbleiter-Emissionen: der „Scope“ der Herausforderung
Scope-3-Emissionen setzen sich aus verschiedensten Lieferanten, Prozessen, Materialien und Bauteilen zusammen. Wenige Aspekte wirken sich auf den CO2-Fußabdruck eines OEMs jedoch stärker aus als Halbleiter.
Die Herstellung von Halbleitern – von der Wafer-Fertigung bis zu nachgelagerten Schritten wie Packaging und Montage – erfordert enorme Mengen an Energie und Ressourcen. Das Dotieren von Silizium, präzises Ätzen hochintegrierter Schaltungen, der Betrieb leistungsstarker Fertigungsanlagen sowie die strikte Kontrolle von Temperatur und Luftreinheit in Reinräumen sind äußerst energieintensiv. Hinzu kommt bei allen Verfahrensschritten der Bedarf an hochreinem Wasser, das zur Vermeidung von Verunreinigungen sehr aufwändig aufbereitet werden muss und natürliche Ressourcen zusätzlich belastet.
Ein Beitrag von SupplyChainBrain aus 2021 zum CO2-Fußabdruck der Chipindustrie verweist auf Daten, nach denen die größten Hersteller der Branche Automobilunternehmen beim Ausstoß von Treibhausgasen (GHG), Wasserverbrauch und gefährlichem Abfall bereits überholen. Ein auf Nanotechnologien spezialisierter Emissionsforscher sagte dazu: „Der generelle Trend ist, dass der Energieverbrauch steigt und auch der Wasserverbrauch zunimmt, da alle Chips immer komplexer werden.“ Diese Entwicklungen haben dazu geführt, dass Halbleiter als eine der emissionsintensivsten Branchen der Welt gelten.
Im ersten Teil dieser Serie analysierten wir, wie Halbleiter zur Scope-3-Bilanz von OEMs und anderen Unternehmen beitragen, und betrachteten dazu die CO2-Emissionen von drei der größten Fertigungsstätten von TSMC. Ziel war, aufzuzeigen, wie stark die in eigenen Produkten eingesetzten Halbleiter den CO2-Fußabdruck vergrößern, und zu kartieren, wie sich der Energieverbrauch entlang der Lieferkette elektronischer Bauteile verteilt. In diesem Beitrag vertiefen wir die Untersuchung und fokussieren uns auf die nachgelagerten Prozessschritte der Halbleiterfertigung – insbesondere das IC-Packaging.
Analyse der CO2-Emissionen im Halbleiter-IC-Packaging
Packaging ist die finale Phase des Halbleiter-Fertigungsprozesses. Dabei wird die integrierte Schaltung (IC) in ein Schutzgehäuse eingebettet, das vor Korrosion, Verunreinigung und weiteren Umwelteinflüssen schützt und gleichzeitig als elektrische Schnittstelle zwischen Bauteil und übergeordnetem System (z. B. Smartphone oder Laptop) dient. Wie Cadence Design Systems auf seiner Website erklärt, bildet das Package „die Grundlage für die elektrischen Kontakte, die Verbindungen zwischen Bauteil und Leiterplatte herstellen“.
Während die steigende Klimabelastung von Halbleiterfertigungen und Fabs zunehmend im Fokus steht, verdienen die nachgelagerten Wertschöpfungsschritte ebenfalls Aufmerksamkeit. Für diesen zweiten Teil unserer Analyse lag daher ein Schwerpunkt auf den CO2-Berichtsdaten von zwei der größten Packaging-Unternehmen der Halbleiterbranche: ASE Technology Holding und Powertech Technology.
ASE Technology Holding
ASE Technology Holding ist das weltweit größte Unternehmen für IC-Packaging und -Testdienstleistungen. Der Umsatz betrug 2023 rund 19 Mrd. US-Dollar; das Unternehmen hält nahezu 20 Prozent Marktanteil im OSAT-Sektor (Outsourced Semiconductor Assembly and Test). Im Angebot sind zahlreiche Packaging-Lösungen wie „Flip-Chip, Wire Bonding, WLP und SiP“.
ASE Technology Holding meldete 2023 Scope-1-Emissionen von 68.432 Tonnen CO2e und Scope-2-Emissionen in Höhe von 1.499.405 Tonnen CO2e. Die Scope-3-Emissionen beliefen sich auf 8.992.577 CO2e – und lagen damit über 130-mal höher als die firmeneigenen direkten Emissionen. Neben der Gesamtbilanz betrachteten wir auch mit Hilfe interner Z2Data-Recherchen die Emissionsdaten einzelner Standorte. Die folgende Tabelle zeigt die CO2-Bilanz zweier der leistungsstärksten Werke von ASE Technology (für die Gesamtdaten wurde wie im ersten Teil die gemeinnützige Offenlegungsplattform CDP herangezogen).
Powertech Technology Inc.
Powertech Technology Inc. (PTI) mit Hauptsitz in Taiwan ist ein weiterer führender OSAT-Anbieter. 2023 erzielte PTI einen Umsatz von über 2,2 Mrd. US-Dollar und ist weiterhin der weltweit größte Anbieter für Packaging und Testdienste bei Speicherchips. Neben IC-Assembly umfasst das PTI-Portfolio auch Chip-Bumping, Chip-Probing und Burn-In (ein Testverfahren, bei dem Chips unter realen Bedingungen inkl. thermischer und elektrischer Belastung auf ihre Funktion und potenzielle Schwachstellen geprüft werden).
Auch wenn die Emissionen des taiwanesischen Unternehmens nicht an jene von ASE Technology heranreichen – ganz zu schweigen von Top-Fabs – steigen sie in Scope 2 und 3 deutlich an. Während PTI 2023 für Scope 1 noch moderate 14.381 Tonnen CO2e meldete, erhöhten sich die indirekten (netzbezogenen) Scope-2-Emissionen auf 328.260 Tonnen CO2e. Die Scope-3-Emissionen entlang der vollständigen Wertschöpfungskette summierten sich schließlich auf 314.329 Tonnen CO2e. Weitere Standortdaten zu zwei besonders produktiven Werken zeigt die Tabelle unten.
Wie sich IC-Packaging-Unternehmen im Branchenvergleich einordnen
Die CO2-Emissionen dieser weltweit führenden IC-Packaging-Konzerne reichen nicht an den Energieverbrauch der Halbleiterfertigung heran. Foundries wie TSMC und GlobalFoundries melden Scope-1-Emissionen im siebenstelligen Bereich und – wie bereits im ersten Teil der Serie gezeigt – einzelne Werke, deren CO2-Ausstoß höher liegt als bei gesamten börsennotierten Unternehmen.
Im weiteren Unternehmensumfeld ist der CO2-Fußabdruck von Akteuren wie ASE Technology und PTI hingegen durchaus vergleichbar mit großen OEMs. So etwa Acer, der taiwanesische Hersteller von Laptops, Tablets und Hardware mit rund 8 Mrd. US-Dollar Umsatz. 2023 meldete Acer Scope-1-Emissionen von 2.705 CO2e und Scope-2-Emissionen von 14.342 CO2e – Werte, die von den dargestellten OSAT-Unternehmen um ein Vielfaches übertroffen werden. Am anderen Ende des Energiespektrums meldete Boeing im vergangenen Jahr Scope-1-Emissionen in Höhe von 642.000 CO2e, die Scope-2-Emissionen des Luft- und Raumfahrtunternehmens lagen bei 779.000 CO2e.
Mit anderen Worten: IC-Packaging-Firmen stoßen zwar weniger direkte Treibhausgase (GHG) aus als viele Großindustrien, ihr hoher Strombedarf lässt die Scope-2-Werte jedoch auf das Niveau großer Emittenten steigen. Das Fazit: Nicht allein die energieintensive Halbleiterfertigung verursacht steigende Scope-3-Emissionen bei OEMs – auch die OSAT-Prozesse in der Chipproduktion leisten einen signifikanten Beitrag zum vorgelagerten CO2-Fußabdruck.
Scope-3-Emissionen und der Einfluss von Halbleitern werden für Unternehmen in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts weiter an Bedeutung gewinnen. ESG- und Nachhaltigkeitsvorgaben greifen weltweit, die Erwartungen der Öffentlichkeit an die CO2-Berichterstattung steigen. Ein aktueller Bericht des MSCI Sustainability Institute zeigt: Im Mai 2024 legten bereits 47 % der börsennotierten Unternehmen Scope-3-Emissionen offen – ein Anstieg von über 20 Prozentpunkten innerhalb von nur zwei Jahren.
Bald werden CO2-Bilanzierung und Scope-3-Reporting für OEMs zum Standard. Unternehmen, die sich dieser Erwartung verschließen und keine Offenlegung betreiben, geraten ins Abseits und werden anfällig für ungünstige ESG-Ratings und negatives öffentliches Image. Wer die Emissionssituation entlang der gesamten Wertschöpfungskette kennt – auch und gerade mit Blick auf die überproportionale Rolle der Halbleiter – ist besser auf die wachsenden ESG-Anforderungen vorbereitet.
Wie moderne Technologie die Nachhaltigkeit und Umweltbilanz sichtbar macht
Unternehmen, die auf die Lieferkette elektronischer Bauteile angewiesen sind und ihre ESG-Performance tiefer analysieren wollen, finden in der Z2Data-Plattform für Supply-Chain-Risk-Management (SCRM) zahlreiche leistungsstarke Funktionen. Die Lösung nutzt proprietäre Datenbanken und spezialisierte Algorithmen, um effektive Schätzungen der CO2-Emissionen von Millionen elektronischer Bauteile zu liefern – einschließlich sowohl Halbleitern als auch IP&E-Komponenten (Interconnect, Passive & Electromechanical). Dieser umfangreiche Datenpool bietet Kunden einen wichtigen Ausgangspunkt für die Scope-3-Bilanzierung.
Der Compliance Manager von Z2Data liefert OEMs zudem umfassende Compliance-Analysen – von Produkten und Komponenten über direkte Lieferanten bis hin zu Sub-Tier-Herstellern. Mehr Informationen dazu, wie Z2Data mit seinen Tools Ihre Nachhaltigkeit, Lieferkettentransparenz und Risikomanagement stärkt, finden Sie auf der Website – oder Demo ansehen.
