Als de chipindustrie groeit als voorspeld, loopt de CO2-uitstoot volledig uit de hand

Technologie Halfgeleiders drukken zwaar op het milieu. „Bij de productie van alle onderdelen – beeldscherm, metaal, plastic en elektronica – vergt het maken van de chips de helft van alle benodigde energie.”

De werkvloer van een fabriek waar chips voor mobiele telefoons worden gemaakt in Jiashan, in de Chinese provincie Zhejiang.
De werkvloer van een fabriek waar chips voor mobiele telefoons worden gemaakt in Jiashan, in de Chinese provincie Zhejiang. Foto TPG / Getty Images

Het is een sommetje dat je als consument niet zo snel maakt. Maar het kost meer energie en meer CO2-uitstoot om één telefoon te produceren dan om datzelfde toestel drie jaar lang te gebruiken.

Halfgeleiders drukken zwaar op het milieu. „Bij de productie van alle onderdelen – beeldscherm, metaal, plastic en elektronica – vergt het maken van de chips de helft van alle benodigde energie”, zegt Lars-Åke Ragnarsson.

Ragnarsson is programmadirecteur van hetLeuvense onderzoeksinstituut imec. Hij maakt zich zorgen over de milieu-effecten van de chipindustrie. Als die sector zo snel groeit als verwacht – jaarlijks met 8 procent – en zich niet aanpast, dan stijgt de CO2-uitstoot van chipfabrieken explosief: van 50 megaton nu naar 400 megaton in 2040. Ter vergelijking, de hele IT-industrie, inclusief datacenters, genereert met zijn energieverbruik nu jaarlijks 900 Megaton aan CO2.

Lees ookSleutelen aan quantumcomputers, AI en 6G: het gebeurt allemaal in deze hightechgarage

Imec introduceerde deze week tijdens de Future Summits-conferentie in Antwerpen een nieuw onderzoeksprogramma. Het doel daarvan: de milieuschade van de chipindustrie binnen de perken houden. Nederlandse leveranciers van chipmachines, ASML en ASM, werken er al aan mee. Ook techreuzen Apple en sinds kort Microsoft sloten zich aan.

Het Leuvense onderzoeksinstituut, waar bedrijven als Intel, Samsung en TSMC samen nieuwe chiptechnologie ontwikkelen, voert gesprekken met twee chipfabrikanten die ook zullen meewerken. Welke dat zijn, wil Ragnarsson nog niet kwijt.

Lees ookHet Rijk rekent op 230 miljoen steun voor de chipindustrie

De VS en Europa investeren elk tientallen miljarden euro’s in versterking van de eigen halfgeleiderindustrie. Hun doel is het chiptekort aan te pakken en minder afhankelijk te zijn van Aziatische chipfabrikanten. Maar die uitbreiding vreet energie.

Complexere chips

De milieu-impact van de chipindustrie groeit omdat er meer chips gemaakt worden en omdat de chips veel complexer worden. Ze bestaan uit meer transistoren en gecombineerde onderdelen. Daarvoor zijn meer behandelingen nodig. Een wafer, de ronde platen met halfgeleidend materiaal waarop chips laag-voor-laag opgebouwd worden, ondergaat honderden verschillende behandelingen. Elke extra processtap - belichting, een chemische handeling of reinigen en transport – kost extra energie.

Het kan efficiënter, denkt imec. Volgens Ragnarsson kunnen chipfabrieken zuiniger pompen installeren, beter letten op onnodig energieverbruik, water hergebruiken en materialen en chemicaliën kiezen die minder energie vergen om te bewerken. Dat kan alleen als chipfabrikanten en hun toeleveranciers gezamenlijk de werkwijze veranderen.

ASML-topman Peter Wennink waarschuwde op het Future Summits-congres voor een ander effect: de meest geavanceerde chips hebben een grotere omvang. „Daardoor passen er minder chips op een wafer, en zijn dus meer wafers nodig.”

Elke wafer vergt nu 1,28 ton aan CO2-uitstoot. Dat is ongeveer evenveel als de uitstoot van een passagier op een vlucht van Brussel naar Tokio.

„Niets doen is geen optie”, zegt Ragnarsson. Hij rekent voor: „Op dit moment is de chipindustrie verantwoordelijk voor 0,1 procent van alle wereldwijde CO2-uitstoot. Als we ons niet aanpassen groeit dat naar 3 procent in 2040.”

Ook de consument kan een bijdrage leveren om de impact van chips op het mileu te verminderen. Ragnarsson: „Gebruik je telefoontoestel bijvoorbeeld niet drie jaar, maar vijf jaar of langer. Koop goede spullen en laat ze repareren als ze toch een keertje stuk gaan.”