Mae'r galw byd-eang am sglodion silicon, sydd wedi'u hymgorffori ym mhopeth o ffonau smart i TVS i dyrbinau gwynt, yn ffynnu, ond mae cost enfawr iddo: allyriadau carbon.
Mae'r diwydiant yn cyflwyno paradocs. Bydd cyrraedd targedau hinsawdd byd-eang yn dibynnu'n rhannol ar lled-ddargludyddion. Maent yn rhan annatod o geir trydan, araeau solar a thyrbinau gwynt. Ond mae gweithgynhyrchu sglodion hefyd yn cyfrannu at yr argyfwng hinsawdd. Mae angen llawer o egni a dŵr - gall ffatrïoedd sglodion neu fabs ddefnyddio miliynau o alwyni o ddŵr y dydd - ac mae'n cynhyrchu gwastraff peryglus.
Wrth i'r diwydiant lled-ddargludyddion gael ei hun yn destun craffu cynyddol, mae'n dechrau delio â'i effaith ar yr hinsawdd. Yr wythnos diwethaf, addawodd TSMC, y gwneuthurwr sglodion mwyaf yn y byd' s, sy'n cyflenwi Sglodion i Apple, gyflawni allyriadau sero net erbyn 2050. Dywedodd cadeirydd TSMC' s fod y cwmni'n anelu at" ehangu ein presenoldeb gwyrdd a gyrru'r diwydiant tuag at ddatblygu cynaliadwy carbon isel".
Ond bydd datgarboneiddio'r sector yn her fawr.
Mae TSMC yn unig yn defnyddio bron i 5 y cant o gyfanswm trydan Taiwan' s, y disgwylir iddo godi i 7.2 y cant yn 2022, gan ddefnyddio tua 63 miliwn tunnell o ddŵr yn 2019, yn ôl Greenpeace. Daeth defnydd dŵr y cwmni' s yn bwnc dadleuol yn ystod sychder Taiwan' s eleni.
Yn yr UD, cynhyrchodd ffatri Intel' s 700 erw yn Ocotillo, Ariz., Bron i 15,000 tunnell o wastraff yn ystod tri mis cyntaf eleni, ac roedd tua 60% ohono'n beryglus. Mae hefyd yn defnyddio 927 miliwn galwyn o ddŵr croyw, digon i lenwi rhyw 1,400 o byllau nofio Olympaidd, ac yn defnyddio 561 miliwn awr cilowat o ynni.
Mae gweithgynhyrchu sglodion, yn hytrach na defnyddio ynni neu ddefnyddio caledwedd," yn cyfrif am fwyafrif yr allyriadau carbon o ddyfeisiau electronig," Ysgrifennodd Udit Gupta, ymchwilydd Prifysgol Harvard, a chyd-awduron mewn papur 2020.
Mae prinder byd-eang o sglodion pen uchel wrth i'r pandemig gynyddu'r galw am electroneg ac mae'r achosion o COVID-19 yn cau fabs wedi ychwanegu at y ffocws ar y diwydiant.
Mewn marchnad dynn, mae awtomeiddwyr wedi cael eu hunain yng nghefn y ciw sglodion, ymhell y tu ôl i gwsmeriaid lled-ddargludyddion mwy fel Apple, sy'n defnyddio sglodion i ddarparu pŵer cyfrifiadurol ar gyfer ffonau smart, gliniaduron a dyfeisiau eraill. Fe wnaeth Gm atal cynhyrchu mewn sawl un o’i blanhigion yng Ngogledd America y mis hwn, tra dywedodd Toyota y byddai’n torri cynhyrchiant ei gerbydau 40 y cant ym mis Medi.
Er mwyn cynyddu cynhyrchiant, mae llawer o wledydd yn lansio rhaglenni mawr i roi hwb i'r diwydiant.
Mae Deddf Sglodion yr UD yn cynnig $ 52 biliwn dros bum mlynedd ar gyfer diwydiant lled-ddargludyddion yr UD. Mae'r Undeb Ewropeaidd wedi cyflwyno ei ddeddfwriaeth ei hun gyda'r nod o gynyddu ei gyfran o'r farchnad sglodion fyd-eang i 20 y cant erbyn 2030. Galwodd Llywydd y Comisiwn Ewropeaidd Ursula von der Leyen yn ddyfyniad &; cwestiwn sofraniaeth dechnolegol" yn ei chyfeiriad Cyflwr yr Undeb.
Gall yr uchelgeisiau hyn wrthdaro â thargedau hinsawdd rhyngwladol. Nod yr Undeb Ewropeaidd a'r Unol Daleithiau yw cyflawni allyriadau sero carbon net erbyn 2030 ac allyriadau sero net erbyn 2050. Wrth i'r diwydiant lled-ddargludyddion dyfu, bydd ei allyriadau carbon hefyd.
Fodd bynnag, dan bwysau gan fuddsoddwyr a gweithgynhyrchwyr electroneg sy'n awyddus i riportio cadwyni cyflenwi mwy gwyrdd i gwsmeriaid, mae'r busnes lled-ddargludyddion wedi bod yn cynyddu ei gamau i fynd i'r afael â'i effaith ar yr hinsawdd.
& quot; Yn ddiweddar, dechreuais i' ve weld ein heffaith ar yr amgylchedd yn dod i'r amlwg yn llwyr," meddai Sohini Dasgupta, Prif beiriannydd dylunio yn On Semiconductor.
Mae rheolwyr cronfeydd yn hyrwyddo dyfynbris&yn gynyddol; quot cronfeydd gwyrdd &; wrth i fuddsoddwyr ofyn mwy o gwestiynau am gwmnïau' effaith amgylcheddol, cymdeithasol a llywodraethu (ESG), meddai Mark Li, dadansoddwr lled-ddargludyddion yn Bernstein, cwmni buddsoddi." Yn ystod y tair blynedd diwethaf, mae buddsoddiadau ESG wedi dod yn llawer mwy lleisiol," meddai, gan ychwanegu y bydd hyn yn y pen draw yn newid y ffordd y mae'r cwmni'n ymddwyn.
Mae argaeledd mwy o ynni adnewyddadwy yn helpu gwneuthurwyr sglodion i leihau allyriadau carbon. Mae Intel wedi addo cael 100 y cant o'i ynni o ffynonellau adnewyddadwy erbyn 2030, fel y mae TSMC, ond gyda dyddiad cau o 2050.
Mae defnydd ynni yn cyfrif am 62 y cant o allyriadau TSMC' s, yn ôl llefarydd ar ran TSMC, Nina Kao. Llofnododd y cwmni gytundeb ag ynni Denmarc y llynedd? Mae Rsted wedi arwyddo cytundeb 20 mlynedd gan? Mae Rsted yn prynu'r holl egni ar gyfer y fferm wynt alltraeth 920 megawat y mae'n ei hadeiladu yn Culfor Taiwan.
Mae'r cytundeb, a ddisgrifir fel y cytundeb prynu ynni adnewyddadwy corfforaethol mwyaf yn y byd' s yn dda i TSMC, meddai Shashi Barla, dadansoddwr ynni adnewyddadwy yn yr ymgynghoriaeth ynni Wood Mackenzie. Yn ogystal â sicrhau trydan glân, mae'n talu costau cyfanwerthu ac yn cael gwared ar siociau prisiau," gan ladd dau aderyn ag un dyfynbris carreg &;, meddai.
Dywedodd Clifton Fonstad, athro peirianneg drydanol a chyfrifiadureg yn Sefydliad Technoleg Massachusetts, fod gan symud TSMC' s y potensial i effeithio ar y diwydiant a bod" gallai gweithgynhyrchwyr eraill ddilyn yr un peth" ;.
Peter Hanbury, arbenigwr mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion yn Bain& Dywedodd Company, yr ymgynghoriaeth reoli, y gallai gwneuthurwyr sglodion wella effeithlonrwydd eu ffabrigau yn ogystal â newid i ynni adnewyddadwy. Dyfyniad&yw planhigyn sglodion yn y bôn; warws enfawr gydag ystafelloedd glân y tu mewn i" a" y rhan hawsaf i leihau allyriadau yw'r cyfleuster ei hun," dwedodd ef.
Gall y fabs reoleiddio tymheredd, lleithder a gwasgedd aer a dŵr yn fwy effeithlon. Gallant segmentu'r warws fel bod gan un llinell bwysedd uchel a bod y llinell arall â gwasgedd isel, gan ddefnyddio llai o egni na chadw'r warws cyfan dan bwysedd uchel.
Gallant ddal mwy o ddata a defnyddio dysgu peiriant i ddiffodd offer pan nad ydynt yn cael eu defnyddio, meddai Huili Grace Xing, athro peirianneg yn Cornell Who sy'n gweithio ar ddeunyddiau lled-ddargludyddion.
Mae yna hefyd ddatblygiadau arloesol gyda'r nod o fynd i'r afael â'r deunyddiau mwyaf budr a ddefnyddir wrth wneud lled-ddargludyddion. Mae'r diwydiant sglodion yn defnyddio gwahanol nwyon yn ei broses weithgynhyrchu, y mae llawer ohonynt yn cael effaith sylweddol ar yr hinsawdd.
Dywedodd TSMC ei fod wedi gosod sgwrwyr a chyfleusterau eraill i ddelio â'r allyriadau. Ond dull arall yw disodli'r dyfynbris &; budr &; nwyon glanach a ddefnyddir i lanhau offer manwl a ddefnyddir mewn gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion, meddai Michael Pitloff, peiriannydd cemegol yn Solvay Specialty Chemicals sy'n gweithio ar nwyon lled-ddargludyddion.
Mewn profion diwydiannol gyda thua hanner dwsin o gwsmeriaid gwneuthurwr sglodion dros y chwe blynedd diwethaf, dywedodd Pitloff, mae ef a'i dîm wedi disodli'r nwy budr gyda quot &; glanhawr" fflworin, sy'n cael effaith gynhesu fyd-eang is.
Mae cwmnïau eraill yn anelu at ysgythru patrymau ar wafferi a glanhau wyneb y wafferi nwy - y deunydd dalen denau a ddefnyddir i wneud lled-ddargludyddion. Er enghraifft, mae Air Liquide, cwmni nwyon diwydiannol o Baris, wedi cynnig ystod o nwyon ysgythru amgen sy'n cael effaith lai ar gynhesu byd-eang.
Ond bydd ailosod y nwy yn her: Unwaith y bydd y ffabrigau ar waith, mae'n anodd newid unrhyw beth sy'n cyffwrdd â'r wafferi silicon, fel nwy ysgythru, meddai Hanbury. Mae'r broses hon yn cynnwys llawer iawn o gywirdeb. Rhaid i ffabrigau osod hyd at 100 miliwn o drosglwyddyddion ar wafferi maint stamp, ac mae angen iddynt ei wneud yn berffaith. Mae'n cymryd pedair i bum mlynedd i fab ddatblygu fformiwla, meddai Hanbury, a" unwaith y byddwch chi'n ei osod, yn y bôn dydych chi ddim' t eisiau ei newid."
Mae rhai arbenigwyr yn credu y bydd gwneuthurwyr sglodion yn dechrau addasu eu prosesau i gyflwyno nwyon mwy ecogyfeillgar, yn enwedig os yw cwmnïau mawr yn gweithredu."" Os bydd TSMC yn newid, rydw i' m yn siŵr y bydd eraill," Meddai Fonstad. Os na fydd TSMC yn gwneud hynny, yna gall gweithgynhyrchwyr eraill droi o gwmpas a phrofi eu bod yn well na TSMC."
I rai o arsylwyr y diwydiant sglodion, mae'r penderfyniad i'w lanhau yn ymddangos yn real. Dywedodd Li y bydd y galw enfawr presennol am sglodion ond yn helpu'r diwydiant lled-ddargludyddion i gyflawni ei nodau datblygu cynaliadwy.
Mae ganddyn nhw ymylon uchel ac maen nhw'n gwneud llawer o arian. Felly hyd yn oed os oes cost i'r holl fesurau carbon gwyrdd hyn, gallant ei fforddio. Ac mae mwy a mwy o gwsmeriaid yn barod i dalu mwy am offer mwy gwyrdd," meddai.