:quality(85))
Dit artikel is het tweede deel van een tweeluik waarin wordt onderzocht hoe halfgeleiders en het energie-intensieve productieproces van halfgeleiders bijdragen aan de scope 3-emissies van original equipment manufacturers (OEM’s) en andere ondernemingen.
Naarmate we halverwege dit decennium naderen, zijn duurzaamheid en het framework voor milieu, maatschappij en goed bestuur (ESG - Environmental, Social, and Governance) uitgegroeid tot veel meer dan vluchtige bewegingen, holle retoriek of aspiraties die onvoldoende terrein winnen. Dat deze nauw verweven concepten inmiddels krachtige aanjagers zijn binnen het bedrijfsleven, kent vooral twee oorzaken. Ten eerste is er een gestage wereldwijde uitbreiding van wet- en regelgeving, die bedrijven verplicht tot het berekenen van hun CO2-voetafdruk, het uitvoeren van due diligence in de supply chain en het inrichten van stevige governance-processen. Ten tweede ontstaat er breed draagvlak onder de belangrijkste stakeholders van beursgenoteerde ondernemingen en andere grote bedrijven om organisaties zelf verantwoordelijk te stellen door externe rapportage van hun duurzaamheidsinspanningen (en, waar relevant, aan overheden).
De ESG-rapportageverplichtingen die van bedrijven worden verwacht, omvatten steeds vaker gedegen CO2-boekhouding — met name de berekening van de scope 1-, 2- en 3-emissies. Voor wie deze steeds gangbaardere rekenmethodiek niet kent: deze drie scopes omvatten zowel “directe emissies” die een organisatie met eigen apparatuur en activiteiten uitstoot, als “indirecte emissies” die niet door de organisatie zelf vrijkomen, maar wel te herleiden zijn tot productie en operaties in de waardeketen.
Scope 3-emissies vormen om diverse redenen de meest complexe en uitdagende categorie van CO2-boekhouding voor bedrijven. Als zogenaamde “cradle to grave”-benadering omvat scope 3 een diepgaand en allesomvattend geheel van zowel upstream- als downstreamactiviteiten die aan een organisatie verbonden zijn — van grondstofwinning tot beheer einde levensduur (EOL) van producten. Hierdoor is een nauwkeurige berekening van scope 3-emissies meestal een arbeidsintensief en specialistisch proces. Scope 3 is bovendien doorgaans veel omvangrijker dan scope 1 of 2, en omvat 15 categorieën zoals vastgesteld door het GHG Protocol (broeikasgasprotocol). OEM’s in sectoren als automotive, consumentenelektronica en luchtvaart & defensie die hun CO2-voetafdruk willen begrijpen en gericht willen verminderen, zullen zich in scope 3 moeten verdiepen.
Halfgeleideremissies: de “scope” van de uitdaging
Hoewel scope 3-emissies betrekking hebben op een breed scala aan leveranciers, activiteiten, materialen en componenten, zijn weinig onderdelen van deze categorie zo bepalend voor de CO2-voetafdruk van een OEM als halfgeleiders.
Het productieproces van halfgeleiders — inclusief chipfabricage én de back-endstappen zoals packaging en assemblage — vereist enorme hoeveelheden energie en grondstoffen. Het doperen van silicium, het etsen van dichte integratiepatronen, het bedienen van geavanceerde productieapparatuur en het strikt beheersen van temperatuur en steriliteit in cleanrooms vragen om een extreem hoog energieverbruik. Ook het waterverbruik is omvangrijk; dit water moet ultrazuiver worden gemaakt om verontreiniging te voorkomen en zo het productieproces niet te schaden. Deze hoge zuiveringsgraad legt extra druk op natuurlijke hulpbronnen.
Een SupplyChainBrain-artikel uit 2021 over de CO2-voetafdruk van de chipindustrie citeerde data waaruit blijkt dat de grootste bedrijven in deze sector de autosector snel inhalen in termen van uitstoot van broeikasgassen (GHG), waterverbruik en gevaarlijk afval. Een nanotechnoloog met expertise in emissieberekeningen gaf aan: “De algemene trend is dat zowel het energie- als waterverbruik toeneemt naarmate chips geavanceerder worden.” Al deze trends in energiegebruik en openbaarmakingen rond klimaatimpact duiden er inmiddels op dat halfgeleiderproductie tot de meest vervuilende industrieën wereldwijd behoort.
In het eerste deel van deze serie bekeken we hoe chips bijdragen aan de scope 3-emissies van OEM’s door de CO2-uitstoot van drie grote fabrieken van TSMC te analyseren. Doel was om lezers inzicht te geven in de mate waarin halfgeleiders hun CO2-voetafdruk vergroten, en tegelijkertijd te starten met het in kaart brengen van het energiegebruik in de supply chain van elektronische componenten. In dit artikel zetten we dit onderzoek voort door te focussen op de backend-fasen van het halfgeleiderproces — namelijk IC packaging.
Analyse van de CO2-uitstoot in IC-packaging van halfgeleiders
Packaging is de laatste stap in het productieproces van halfgeleiders. Hierbij wordt de geïntegreerde schakeling ingekapseld in een beschermend omhulsel dat het circuit beschermt tegen corrosie en contaminatie, en dat tegelijkertijd functioneert als elektrisch koppel tussen het device en een groter elektronisch systeem (bijvoorbeeld binnen een smartphone of laptop). Zoals Cadence Design Systems toelicht, vormt de verpakking “de basis voor de elektrische contacten die verbinding maken tussen het device en het circuit board.”
Hoewel de groeiende CO2-voetafdruk van halfgeleiderfabrieken steeds vaker onderwerp van onderzoek is, verdienen ook de backend-stappen in chipproductie aandacht. Voor dit vervolg op ons onderzoek naar fabrieksuitstoot richten wij ons specifiek op de CO2-rapportages van twee van de grootste packagingbedrijven binnen de chipsector: ASE Technology Holding en Powertech Technology.
ASE Technology Holding
ASE Technology Holding is het grootste IC-packaging- en testbedrijf in de halfgeleidersector. De omzet in 2023 bedroeg $19 miljard, en het marktaandeel in de outsourcing semiconductor assembly and test (OSAT)-sector is bijna 20 procent. Het bedrijf biedt een breed pakket aan geavanceerde packagingoplossingen, zoals “flip-chip, wire bonding, WLP en SiP.”
In 2023 rapporteerde ASE Technology Holding scope 1-emissies van 68.432 ton CO2e en scope 2-emissies van 1.499.405 ton CO2e. Het bedrijf rapporteerde daarnaast over zijn scope 3-emissies: 8.992.577 ton CO2e — ruim 130 keer zoveel als de direct door het bedrijf uitgestoten emissies. Naast een analyse op bedrijfsniveau maakten we gebruik van eigen Z2Data-onderzoek om emissiedata voor specifieke locaties te verzamelen. Onderstaande tabel toont de CO2-boekhoudkundige data van twee van de productievestigingen met de hoogste capaciteit. (Zoals in het eerste artikel in deze reeks werd voor topline-data verwezen naar het internationale nonprofitrapportageplatform CDP.)
Powertech Technology Inc.
Powertech Technology Inc. (PTI), met hoofdkantoor in Taiwan, is eveneens een toonaangevende OSAT-speler. PTI behaalde in 2023 een omzet van meer dan $2,2 miljard en is wereldwijd de grootste aanbieder van memory-chip-packaging en testdiensten. Naast IC-assemblage is PTI ook gespecialiseerd in chip bumping, chip probing en burn-in (een semiconductor-testproces waarbij chips worden blootgesteld aan operationele omstandigheden — met thermische en elektrische stress — om de functionaliteit te toetsen en potentiële fouten op te sporen).
De CO2-uitstoot van het Taiwanese bedrijf is niet vergelijkbaar met die van ASE Technology — laat staan met de historisch hoge voetafdruk van grote fabrieken — maar neemt aanmerkelijk toe in scope 2 en 3. Waar scope 1-emissies in 2023 bescheiden blijven (14.381 ton CO2e), lopen indirecte emissies ten gevolge van aangekocht netstroom (scope 2) op tot 328.260 ton CO2e. De scope 3-emissies — alle upstream- en downstreamactiviteiten in de waardeketen — worden gerapporteerd op 314.329 ton CO2e. Meer locatiegebonden data voor twee van de meest productieve PTI-plants vindt u in de onderstaande tabel.
IC-packagingbedrijven vergeleken met andere sectoren
Zelfs de grootste IC-packagingbedrijven wereldwijd halen qua uitstoot niet het energieverbruik van halfgeleiderfabrieken. Giganten als TSMC en GlobalFoundries rapporteren scope 1-emissies die structureel in de miljoenen tonnen lopen en — zoals in het eerste artikel uit deze serie werd aangetoond — soms individuele fabrieken draaien die meer CO2 uitstoten dan een doorsnee beursgenoteerd bedrijf.
Toch blijkt uit de ruimere context van het bedrijfsleven dat bedrijven als ASE Technology en PTI qua CO2-voetafdruk vergelijkbaar zijn met grote OEM’s. Neem bijvoorbeeld Acer, een Taiwanese fabrikant van consumentenelektronica (laptops, tablets en hardware) met een jaaromzet rond $8 miljard. In 2023 meldde Acer scope 1-emissies van 2.705 ton CO2e en scope 2-emissies van 14.342 ton CO2e — beide cijfers die worden overtroffen door de OSAT-bedrijven hierboven. Kijken we naar een fabrikant aan de andere kant van het energiespectrum, dan rapporteerde Boeing afgelopen jaar scope 1-emissies van 642.000 ton CO2e, met scope 2-emissies van 779.000 ton CO2e.
Met andere woorden: hoewel IC-packagingbedrijven mogelijk niet zoveel directe broeikasgassen (GHG) uitstoten als sommige grootschalige maakindustrieën, zorgt hun aanzienlijke elektriciteitsverbruik ervoor dat hun scope 2-cijfers gelijk oplopen met andere grote vervuilers. De belangrijkste conclusie: niet alleen het extreem energie-intensieve productieproces van halfgeleiders stuwt scope 3-emissies van OEM’s omhoog — ook de OSAT-processen die deel zijn van de chipproductie dragen aanzienlijk bij aan hun upstream footprint.
Het landschap rond scope 3-emissies en de verstrekkende impact van halfgeleiders zal voor bedrijven alleen maar relevanter worden in de tweede helft van dit decennium. ESG- en duurzaamheidsregels breiden zich wereldwijd uit en publieke verwachtingen richting CO2-rapportage volgen deze trend. In een recent rapport van het MSCI Sustainability Institute werd vastgesteld dat per mei 2024 47 procent van de beursgenoteerde bedrijven enige mate van scope 3-emissies heeft gerapporteerd — een stijging van ruim 20 procent ten opzichte van twee jaar eerder.
Het is slechts een kwestie van tijd voordat boekhouding en rapportage rond scope 3-emissies de norm worden voor OEM’s. Bedrijven die deze realiteit negeren of weigeren te rapporteren worden uitzonderingen, extra kwetsbaar voor negatieve externe ESG-beoordelingen en een ongunstig publiek imago. Inzicht in de emissies van uw volledige waardeketen — en met name de onevenredige rol van halfgeleiders hierin — is essentieel voor het kunnen inspelen op de groeiende ESG-verplichtingen.
Hoe de nieuwste technologie uw duurzaamheid en milieu-impact kan verhelderen
Bedrijven die gebruikmaken van de supply chain voor elektronische componenten en hun ESG-prestaties grondig willen begrijpen, vinden waardevolle functionaliteit in het supply chain-risicomanagementplatform Z2Data. Dit platform maakt gebruik van eigen databases en unieke algoritmes om nauwkeurige schattingen te bieden van de CO2-uitstoot van miljoenen elektronische componenten — waaronder halfgeleiderdevices en interconnect-, passieve en elektromechanische (IP&E-) onderdelen. Deze uitgebreide databron met milieu-informatie is voor klanten een krachtig startpunt voor het berekenen van scope 3-emissies.
De Compliance Manager van Z2Data biedt OEM’s daarnaast volledig inzicht in compliance over producten, componenten, directe leveranciers en sub-tier-fabrikanten. Wilt u meer weten over Z2Data en hoe de tools uw duurzaamheid, supply chain-inzicht en risicomanagement kunnen versterken? Bezoek de website of vraag een demo aan.
