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Questo articolo è la seconda parte di una serie in due parti che analizza come i semiconduttori e il processo produttivo ad alta intensità energetica contribuiscano alle emissioni scope 3 dei produttori di apparecchiature originali (OEM) e di altre imprese.
Avvicinandoci alla metà del decennio, la sostenibilità e il quadro ESG (Environmental, Social, and Governance, ovvero ambientale, sociale e di governance) si sono trasformati in motori concreti e determinanti nel mondo aziendale, ben oltre la retorica o le aspirazioni prive di sostanza. Questo cambiamento è dovuto principalmente a due fattori. In primo luogo si osserva un'espansione, lenta ma costante, della regolamentazione a livello globale, che impone alle aziende nuovi obblighi di calcolo dell’impronta di carbonio, di due diligence lungo la propria catena di approvvigionamento e di implementazione di solidi meccanismi di governance interna. In secondo luogo, cresce il consenso tra i principali stakeholder di società quotate e grandi imprese sul fatto che le organizzazioni debbano rendere conto pubblicamente (e, ove applicabile, presso le autorità di riferimento) dei propri sforzi in materia di sostenibilità attraverso specifiche rendicontazioni.
Le misure di reporting ESG che oggi ci si aspetta dalle aziende comprendono spesso un’approfondita rendicontazione delle emissioni di carbonio e, più nello specifico, il calcolo delle emissioni scope 1, 2 e 3. Per chi non conoscesse questa ormai diffusa metodologia di rendicontazione, i tre ambiti di emissione coprono sia le «emissioni dirette» rilasciate dall’azienda tramite le sue attività e attrezzature, sia le «emissioni indirette» che, pur non provenendo direttamente dall’organizzazione, possono essere ricondotte alla sua produzione e operatività lungo la filiera.
Le emissioni scope 3 rappresentano la categoria più complessa e sfidante da contabilizzare per molte ragioni. In quanto valutazione «dalla culla alla tomba», lo scope 3 comprende un insieme ampio e diversificato di attività a monte e a valle legate all’organizzazione, spaziando dall’estrazione delle materie prime alla gestione a fine vita. Riuscire a calcolare con accuratezza le emissioni scope 3 di un’impresa può quindi diventare un compito estremamente articolato e che richiede competenze specialistiche. Inoltre, queste emissioni sono generalmente di scala molto superiore rispetto a quelle scope 1 o 2, coprendo 15 categorie distinte stabilite dal GHG Protocol. Se gli OEM di settori come automotive, elettronica di consumo, aerospazio e difesa desiderano acquisire consapevolezza dell’ampiezza della propria impronta di carbonio e pianificare strategie di riduzione, occorre innanzitutto familiarizzare con lo scope 3.
Emissioni dei semiconduttori: la «portata» della sfida
Lo scope 3 comprende fornitori, attività, materiali e componenti di varia natura, ma pochissimi aspetti incidono così profondamente sull’impronta di carbonio di un OEM quanto i semiconduttori.
La produzione dei semiconduttori—dal processo di fabbricazione alle fasi di assemblaggio e packaging—richiede enormi quantità di energia e risorse. Il drogaggio del silicio, l’incisione di circuiti integrati densi e complessi, il funzionamento di attrezzature di altissima precisione e potenza, il mantenimento di condizioni climatiche specifiche e alti livelli di sterilizzazione all’interno delle cleanroom: tutti questi fattori generano un’elevatissima richiesta energetica. L’acqua impiegata in questi processi—che deve avere un grado di purezza estremo per non compromettere le fasi critiche—costituisce a sua volta una pressione rilevante sulle risorse naturali.
Un articolo del 2021 di SupplyChainBrain cita dati secondo cui i principali operatori del settore stavano rapidamente superando i produttori automobilistici in termini di emissioni di gas serra (GHG), consumo idrico e produzione di rifiuti pericolosi. Un ricercatore di nanotecnologie intervistato affermava: «Il trend generale è un aumento del consumo energetico e idrico, man mano che i chip diventano sempre più complessi». Questi andamenti, insieme ad altri dati relativi agli impatti climatici emersi di recente, contribuiscono a presentare il settore dei semiconduttori come uno dei comparti industriali più inquinanti a livello globale.
Nella prima parte di questa serie abbiamo analizzato il contributo dei chip alle emissioni scope 3 degli OEM, indagando le emissioni di carbonio di tre grandi stabilimenti TSMC. L’obiettivo era introdurre i lettori alla portata con cui i semiconduttori utilizzati nei loro prodotti ampliano l’impronta di carbonio aziendale, e allo stesso tempo avviare una mappatura più ampia della distribuzione dei consumi energetici lungo la filiera dei componenti elettronici. In questo articolo intendiamo proseguire focalizzandoci sulle fasi di back-end della produzione dei semiconduttori—ovvero sull’IC packaging.
Analisi delle emissioni di carbonio nel packaging IC dei semiconduttori
Il packaging rappresenta la fase conclusiva della produzione di semiconduttori. In questo stadio, il circuito integrato viene racchiuso in un involucro protettivo che lo isola da corrosione, contaminazione e altri fattori ambientali potenzialmente dannosi, oltre a fungere da collegamento elettrico tra il dispositivo e il sistema elettronico più ampio (ad esempio, l’interno di uno smartphone o laptop). Come spiega Cadence Design Systems sul proprio sito, il package «fornisce la base per i contatti elettrici che stabiliscono il collegamento tra il dispositivo e la scheda elettronica».
Se negli ultimi anni è aumentata l’attenzione sull’impronta di carbonio crescentemente elevata delle fonderie e dei loro impianti, anche le fasi di back-end della produzione chip meritano attenzione. In questa seconda parte dell’analisi sulle emissioni delle fabbriche, ci concentriamo sui dati di carbon reporting di due dei maggiori operatori del settore packaging: ASE Technology Holding e Powertech Technology.
ASE Technology Holding
ASE Technology Holding è il più grande operatore mondiale di packaging e collaudo IC nel settore dei semiconduttori. Il fatturato nel 2023 ha raggiunto i 19 miliardi di dollari, con una quota di mercato prossima al 20% nel settore OSAT (outsourcing semiconductor assembly and test, assemblaggio e test conto terzi). L’azienda offre soluzioni di packaging avanzate quali “flip-chip, wire bonding, WLP e SiP”.
Nel 2023, ASE Technology Holding ha rendicontato emissioni scope 1 pari a 68.432 tonnellate metriche di CO2e e scope 2 per 1.499.405 tonnellate metriche di CO2e. Per lo scope 3, il dato è di 8.992.577 CO2e, ossia oltre 130 volte superiore alle emissioni dirette dell’azienda. Oltre all’impronta carbonica complessiva, grazie all’attività di ricerca interna di Z2Data, abbiamo raccolto i dati emissivi di alcuni singoli siti produttivi. La tabella sottostante riporta i dati di carbon accounting per due degli stabilimenti a maggiore capacità di ASE Technology. (Come per il primo articolo della serie, il dato di sintesi sulle emissioni fa riferimento alla piattaforma CDP di disclosure globale non profit).
Powertech Technology Inc.
Con sede a Taiwan, Powertech Technology Inc. (PTI) è un altro leader globale OSAT. Nel 2023 ha superato i 2,2 miliardi di dollari di ricavi, confermandosi primo operatore mondiale nei servizi di packaging e test per chip di memoria. Oltre all’assemblaggio IC, PTI è specializzata in chip bumping, chip probing e burn-in (processo di collaudo in cui i chip sono sottoposti a condizioni operative reali, comprese sollecitazioni termiche ed elettriche, per verificare la funzionalità ed eventuali criticità di affidabilità).
Sebbene le emissioni di carbonio di questa azienda taiwanese non raggiungano i livelli di ASE Technology—né, ovviamente, quelli delle grandi fonderie—, l’impatto cresce sensibilmente per le categorie scope 2 e 3. A fronte di emissioni scope 1 relativamente contenute (14.381 tonnellate metriche CO2e nel 2023), le indirette da elettricità prelevata dalla rete salgono a 328.260 tonnellate metriche CO2e (scope 2). Le emissioni scope 3—che includono tutte le attività a monte e a valle nella catena del valore—sono state rendicontate pari a 314.329 tonnellate metriche CO2e. Nella tabella seguente si riportano ulteriori dati di carbon reporting relativi a due delle sedi produttive più performanti di PTI.
Come si confrontano le aziende di IC packaging con altri settori
Le emissioni carboniche delle principali aziende di IC packaging a livello mondiale restano ben lontane dall’ordine di grandezza dei consumi nella manifattura dei semiconduttori. Fonderie come TSMC e GlobalFoundries riportano regolarmente emissioni scope 1 superiori al milione di tonnellate e—come mostrato nella prima parte di questa serie—gestiscono spesso singole fabbriche che rilasciano più CO2 dell’intero volume emesso da molte società quotate.
Tuttavia, se si considera il panorama generale dell’industria, l’impronta di carbonio di aziende come ASE Technology e PTI risulta comparabile a quella di grandi OEM. Basti citare Acer, produttore taiwanese di elettronica di consumo (laptop, tablet, dispositivi hardware) con ricavi annui nell’ordine degli 8 miliardi di dollari. Nel 2023, l’OEM ha riportato emissioni scope 1 pari a 2.705 CO2e e scope 2 di 14.342 CO2e: entrambe nettamente inferiori rispetto alle realtà OSAT analizzate. Guardando invece un produttore agli estremi opposti del consumo energetico, Boeing ha dichiarato emissioni scope 1 pari a 642.000 CO2e e scope 2 di 779.000 CO2e nello stesso periodo.
In sintesi, se le aziende di IC packaging non emettono tanto gas serra diretto (GHG) quanto le grandi manifatture, il loro elevato consumo di elettricità porta i valori di scope 2 in linea con altri grandi inquinatori industriali. Il messaggio chiave è che non sono solo le fasi produttive più energivore dei semiconduttori a gonfiare lo scope 3 degli OEM: anche i processi OSAT nelle catene chip contribuiscono in modo significativo all’impronta upstream delle imprese.
Il panorama delle emissioni scope 3 e il ruolo determinante svolto dai semiconduttori avranno un impatto crescente sulle imprese nel secondo semestre del decennio. La regolamentazione in materia ESG e sostenibilità si sta espandendo in tutto il mondo, con aspettative pubbliche crescenti rispetto al carbon reporting. Un rapporto recente dell’MSCI Sustainability Institute rileva che a maggio 2024 il 47% delle società quotate aveva già comunicato alcune emissioni scope 3—con una crescita oltre il 20% rispetto a soli due anni prima.
È solo questione di tempo prima che la rendicontazione e il reporting delle emissioni scope 3 diventino lo standard anche per gli OEM. Un rifiuto di questa tendenza rappresenterà rapidamente un’eccezione, con il rischio di valutazioni ESG di terzi sfavorevoli e impatti negativi sulla percezione pubblica. Comprendere le emissioni lungo tutta la propria value chain—incluse, e forse soprattutto, quelle legate ai semiconduttori—è fondamentale per prepararsi alle nuove responsabilità ESG.
Le tecnologie più avanzate per monitorare l’impatto ambientale e la sostenibilità dell’impresa
Le aziende che operano nella catena di approvvigionamento dei componenti elettronici e vogliono acquisire una conoscenza approfondita delle proprie performance ESG troveranno una vasta gamma di funzionalità nella piattaforma di supply chain risk management (SCRM) Z2Data. Questo strumento sfrutta database proprietari e algoritmi esclusivi per stimare in modo efficace le emissioni di CO2 di milioni di componenti elettronici, inclusi dispositivi semiconduttori e componenti IP&E (interconnect, passive, and electromechanical). Un patrimonio di dati ambientali che rappresenta una risorsa preziosa per avviare il calcolo delle emissioni scope 3.
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