Για πρώτη φορά, η IEDM πραγματοποίησε μια συνεδρία βιωσιμότητας στο συνέδριο του 2023. Ήμουν ένας από τους συγγραφείς που παρουσίασα μια πρόσκληση, η παρακάτω είναι μια περίληψη της παρουσίασής μου.
Πρόσκληση για δράση
Από τα Ηνωμένα Έθνη [1]:
«Η κλιματική αλλαγή είναι το καθοριστικό ζήτημα της εποχής μας και βρισκόμαστε σε μια καθοριστική στιγμή».
«Χωρίς δραστική δράση σήμερα, η προσαρμογή σε αυτές τις επιπτώσεις στο μέλλον θα είναι πιο δύσκολη και δαπανηρή».
Υπάρχουν μερικοί βασικοί καλά εδραιωμένοι επιστημονικοί σύνδεσμοι:
- Η συγκέντρωση των αερίων του θερμοκηπίου (GHG) στην ατμόσφαιρα της γης συνδέεται άμεσα με τη μέση παγκόσμια θερμοκρασία στη Γη.
- Η συγκέντρωση αυξάνεται σταθερά, και μαζί της οι παγκόσμιες θερμοκρασίες, από την εποχή της Βιομηχανικής Επανάστασης.
Πρόβλημα δύο μερών
Θεωρούμε τη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου ως πρόβλημα δύο μερών:
- Σχεδιάστε μελλοντικές διαδικασίες και τεχνολογίες για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα.
- Αλλά… πρέπει επίσης να μειώσουμε τις εκπομπές άνθρακα από τις υπάρχουσες εγκαταστάσεις και διαδικασίες.
Απαιτείται λεπτομερής μοντελοποίηση των εκπομπών άνθρακα για να κατανοηθούν τόσο οι μελλοντικές προκλήσεις της διαδικασίας όσο και ο τρόπος αντιμετώπισης των υπαρχουσών διεργασιών/εγκαταστάσεων.
Μοντέλο άνθρακα
Το Μοντέλο Άνθρακα που περιγράφεται εδώ βασίζεται στο πρώην Μοντέλο Στρατηγικού Κόστους και Τιμής Γνώσης IC που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία από το 2010. Το Στρατηγικό Μοντέλο έχει ελεγχθεί καλά σε αυτό το σημείο. Η TechInsights απέκτησε το IC Knowledge τον Νοέμβριο του 2022.
Το Στρατηγικό Μοντέλο – μοντελοποιεί 3D NAND, DRAM και Logic με κάλυψη των αρχαιότερων διεργασιών στα 300 mm σε μελλοντικές διεργασίες. Επί του παρόντος, το μοντέλο καλύπτει 167 – 300 mm fabs και 220 ροές διεργασιών για συγκεκριμένες εταιρείες.
Το μοντέλο υπολογίζει λεπτομερή σετ εξοπλισμού με απαιτήσεις ηλεκτρικής ενέργειας, νερού και φυσικού αερίου. Υπολογίζονται επίσης αναλυτικές καταναλώσεις υλικών ανά τύπο υλικού.
Το μοντέλο βασίζεται σε υπέροχα! Αυτό είναι ένα βασικό σημείο όσον αφορά τη βαθμονόμηση και την επικύρωση. Υπάρχει μια ποικιλία διαθέσιμων δεδομένων για τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, σε ορισμένες περιπτώσεις ανά εργοστασιακό ιστότοπο της εταιρείας, σε ορισμένες περιπτώσεις ανά χώρα για μια εταιρεία και σε ορισμένες περιπτώσεις για ολόκληρη την εταιρεία. Η δυνατότητα μοντελοποίησης των fabs που συνθέτουν έναν ιστότοπο ή όλων των fabs που έχει μια εταιρεία σε μια χώρα ή όλων των fabs που διαθέτει μια εταιρεία επιτρέπει τη βαθμονόμηση και την επικύρωση.
Το μοντέλο Carbon είναι επί του παρόντος μόνο 300 mm, αν και ερευνούμε την προσθήκη επιπλέον μεγεθών γκοφρέτας. Σύμφωνα με το SEMI – τα 300 mm αντιπροσωπεύουν περίπου το 70% των εκατομμυρίων τετραγωνικών ιντσών πυριτίου παγκοσμίως που αποστέλλονται το 2023.
Το Carbon Model καλύπτει: GLOBALFOUNDRIES, Intel, Kioxia, Micron Technology, SK Hynix, Samsung, TSMC και YMTC. Αυτές οι οκτώ εταιρείες αντιπροσωπεύουν περίπου το 77% της παγκόσμιας χωρητικότητας 300mm γκοφρέτας [2]. Διερευνούμε την επέκταση της κάλυψης του μοντέλου σε όλα τα fabs 300mm.
Όσον αφορά τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου, το μοντέλο άνθρακα καλύπτει εκπομπές πεδίου 1 από την επιτόπια καύση ορυκτών καυσίμων και χημικών διεργασιών, και εκπομπές πεδίου 2 από αγοραζόμενη ηλεκτρική ενέργεια (σε λίγες περιπτώσεις η ηλεκτρική ενέργεια παράγεται επιτόπου και γίνεται εκπομπή εμβέλειας 1).
Μοντελοποίηση ηλεκτρικής ενέργειας
Ορισμένες εταιρείες ημιαγωγών ισχυρίζονται ότι δεν έχουν εκπομπές ηλεκτρικού πεδίου 2 επειδή χρησιμοποιούν «100% ανανεώσιμες πηγές ενέργειας». Υπάρχουν δύο προβλήματα με αυτό.
- Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας περιλαμβάνουν την καύση βιομάζας που ενώ θεωρείται ανανεώσιμη δεν είναι απαλλαγμένη από άνθρακα. Αυτό δεν αποτελεί σημαντικό μέρος της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στις χώρες που μας ενδιαφέρουν αυτή τη στιγμή, αλλά το 2015 η Ιρλανδία παράγει >12% της ηλεκτρικής της παροχής από την καύση τύρφης [3].
- Το πολύ μεγαλύτερο πρόβλημα είναι ότι σύμφωνα με την Greenpeace, το 2021, το 84% της «Ανανεώσιμης ενέργειας» στη βιομηχανία ημιαγωγών προερχόταν από Πιστοποιητικά Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (RECs) [4]. Οι REC είναι χρηματοδοτικά μέσα που αντιπροσωπεύουν υφιστάμενα έργα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η αγορά REC δεν προσθέτει νέες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στο δίκτυο. Για το λόγο αυτό, οι REC είναι μια από τις λιγότερο επιδράσεις μορφές προμήθειας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Η πολιτική μοντελοποίησης της TechInsights είναι να μην λαμβάνει υπόψη τα REC και να μοντελοποιεί τις εκπομπές άνθρακα με βάση την ένταση άνθρακα της ηλεκτρικής παροχής. Αυτό υπολογίζεται ανά χώρα, εκτός από τα fabs με έδρα τις ΗΠΑ, όπου το υπολογίζουμε ανά πολιτεία. Υπολογίζουμε την ηλεκτρική ενέργεια χωρίς άνθρακα εάν παράγεται επιτόπου ή μέσω συμφωνίας αγοράς ισχύος, εάν μπορούμε να την αναγνωρίσουμε. Αυτός είναι ένας τομέας συνεχούς έρευνας για εμάς.
Το παρελθόν, το παρόν και η προβλεπόμενη ένταση άνθρακα ανά χώρα που χρησιμοποιούμε στη μοντελοποίησή μας απεικονίζεται στο σχήμα 1.
Εικόνα 1. Ένταση άνθρακα της ηλεκτρικής ενέργειας ανά χώρα.
Οι συμπαγείς γραμμές προέρχονται από το Our World in Data και οι προβολές με διακεκομμένες γραμμές εφαρμόζουν μια προβολή IEA ανά περιοχή που δεν είναι πλέον διαθέσιμη στον ιστότοπό τους.
Για να εφαρμόσουμε την ένταση του άνθρακα, πρέπει πρώτα να υπολογίσουμε την ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται από το εργοστάσιο. Επειδή το μοντέλο άνθρακα κάνει λεπτομερή μοντελοποίηση συνόλων εξοπλισμού, ξεκινάμε εφαρμόζοντας ηλεκτρική χρήση ανά κομμάτι εξοπλισμού [5],[6],[7],[8]. Ο εξοπλισμός EUV τυγχάνει ιδιαίτερης προσοχής λόγω της μεγάλης επίδρασης που έχει η δόση στην απόδοση και συνεπώς στην ηλεκτρική χρήση. Η χρήση ηλεκτρικής εγκατάστασης εκτιμάται με βάση τα χαρακτηριστικά της διαδικασίας και της εγκατάστασης. Το Σχήμα 2 απεικονίζει τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας ανά λογικό κόμβο.
Εικόνα 2. Χρήση Ηλεκτρικής Ενέργειας κατά Λογικό Κόμβο.
Στο σχήμα 2 οι γκρι ράβδοι είναι ηλεκτρική χρήση εγκατάστασης, οι μπλε ράβδοι είναι ηλεκτρική χρήση εξοπλισμού χωρίς EUV, οι πορτοκαλί ράβδοι είναι συστήματα EUV 0.33NA και οι κίτρινες-πορτοκαλί μπάρες είναι ηλεκτρική χρήση συστήματος EUV 0.55NA (υψηλή NA). Η διακεκομμένη γραμμή είναι το ποσοστό χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας που οφείλεται στον εξοπλισμό.
Υπάρχουν τρεις ενδιαφέρουσες πτυχές του σχήματος που θέλω να επισημάνω:
- Οι λογικοί κόμβοι στο σχήμα 2 βασίζονται στο TSMC. Στα 7 nm η TSMC εισήγαγε μια διαδικασία που βασίζεται σε οπτικά (7nm) και στη συνέχεια μια διαδικασία βασισμένη σε EUV (7nm+). Παρόλο που ο εξοπλισμός EUV χρησιμοποιεί πολύ περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από τα συστήματα DUV, το EUV αντικαθιστά πολύπλοκα βήματα πολλαπλών μοτίβων με μία μόνο έκθεση και οδηγεί σε καθαρή μείωση της χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας.
- Στον κόμβο 14Α συγκρίναμε το 0.33NA EUV που θα απαιτήσει πολλαπλό σχέδιο EUV με το 14A+ με το High NA EUV που εξαλείφει την πολυμορφοποίηση και για άλλη μια φορά υπάρχει καθαρή μείωση στη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.
- Η διακεκομμένη γραμμή δείχνει ότι από τα 130 nm έως τα 40 nm ο εξοπλισμός αντιπροσώπευε περίπου το 43% της συνολικής χρήσης ηλεκτρικής ενέργειας σύμφωνα με μια μελέτη SEMATECH. Πριν από την έναρξη χρήσης του EUV, διαπιστώσαμε ότι ο εξοπλισμός αντιπροσώπευε το 40% έως 50% και, στη συνέχεια, μόλις εισαχθεί το EUV, ο εξοπλισμός χρήσης αντιπροσωπεύει μεταξύ 50% και 55% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.
Συγκρίναμε τη μοντελοποιημένη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας με δεδομένα ηλεκτρικής χρήσης για δύο εταιρείες – σε όλη την εταιρεία (GF και SK Hynix), TSMC για την Ταϊβάν και Intel για 4 τοποθεσίες και η αντιστοιχία είναι εξαιρετική εκτός από την Intel Oregon όπου πιστεύουμε ότι υποτιμούμε τη δραστηριότητα του ιστότοπου επίπεδο. Το Intel Oregon είναι ένας ιστότοπος ανάπτυξης και πρόσφατα λάβαμε νέα δεδομένα που συνάδουν με περισσότερη δραστηριότητα εκεί από ό,τι χρησιμοποιήσαμε σε αυτούς τους υπολογισμούς. Συνολικά, μας δίνει εμπιστοσύνη στον υπολογισμό.
Καύση
Η επιτόπια καύση ορυκτών καυσίμων είναι για πέντε εφαρμογές:
- Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας επί τόπου (μερικοί fabs το κάνουν αυτό με φυσικό αέριο).
- Θερμότητα εγκατάστασης.
- Προθερμάνετε το νερό πριν την αντίστροφη όσμωση. Η αντίστροφη όσμωση είναι ένα βασικό βήμα στην παραγωγή υπερκαθαρού νερού και το ποσοστό καλού νερού σε σύγκριση με το νερό απόρριψης από την αντίστροφη όσμωση είναι υψηλότερο εάν το νερό είναι ζεστό.
- Ορισμένα συστήματα μείωσης - το φυσικό αέριο χρησιμοποιείται σε ορισμένα συστήματα για την καύση υπερφθοριωμένων ενώσεων για την καταστροφή τους.
- Θέρμανση και αναθέρμανση, αέρα μακιγιάζ. Οι βαφρέτες έχουν αέρα εξαγωγής για την απομάκρυνση των χημικών αναθυμιάσεων από τον εξοπλισμό και ο αέρας πρέπει να εισαχθεί έξω από την εγκατάσταση για να «αναπληρώσει» τον αέρα εξαγωγής. Κατά τη διάρκεια του κρύου καιρού, ο αέρας πρέπει να θερμαίνεται σε θερμοκρασία δωματίου και να υγραίνεται για στατικό έλεγχο και απόδοση φωτοαντίστασης. Κατά τη διάρκεια του ζεστού καιρού, ο αέρας μακιγιάζ ψύχεται κάτω από τη θερμοκρασία δωματίου για να αφυγρανθεί ο αέρας και στη συνέχεια ξαναθερμαίνεται σε θερμοκρασία δωματίου.
Χημικά Διεργασιών
Το σχήμα 3 απεικονίζει τη ροή των αερίων διεργασίας μέσω του εξοπλισμού διεργασίας και στην ατμόσφαιρα με τη μετατροπή σε ισοδύναμες τιμές άνθρακα.
Εικόνα 3. Εκπομπές χημικών διεργασιών.
Από το σχήμα 3:
- Οι χημικές ουσίες διεργασίας εισέρχονται στον θάλαμο διεργασίας όπου ορισμένα ποσοστά χρησιμοποιούνται είτε διασπώνται σε μια αντίδραση χάραξης είτε γίνονται μέρος μιας μεμβράνης σε μια αντίδραση εναπόθεσης. Ο αρχικός όγκος εισόδου πολλαπλασιασμένος με 1-χρήση είναι η ποσότητα των χημικών ουσιών της διεργασίας στα καυσαέρια.
- Τα καυσαέρια του θαλάμου διεργασίας μπορεί να εισέλθουν σε ένα σύστημα μείωσης όπου ένα μέρος της χημικής ουσίας διεργασίας είτε διασπάται σε χημικά που δεν είναι αέρια θερμοκηπίου είτε απορροφάται σε κάποιο μέσο. Τα χημικά που εξέρχονται από το σύστημα μείωσης είναι η είσοδος από την εξάτμιση του θαλάμου πολλαπλασιαζόμενη επί 1-μείωση.
- Τέλος, το δυναμικό υπερθέρμανσης του πλανήτη (GWP) εφαρμόζεται για τη μετατροπή της χημικής ουσίας της διεργασίας σε ισοδύναμα διοξειδίου του άνθρακα. Βασικά, η διάρκεια ζωής της χημικής ουσίας και η ποσότητα της θερμότητας που ανακλά η χημική ουσία συνδυάζονται για να συγκριθεί η επίδραση ενός γραμμαρίου της χημικής ουσίας με ένα γραμμάριο διοξειδίου του άνθρακα.
Το Σχήμα 4 παρουσιάζει, τη χρησιμοποίηση, τη μείωση και τις τιμές GWP για τις χημικές ουσίες που ενδιαφέρουν για τα σκευάσματα γκοφρέτας.
Εικόνα 4. Παράγοντες Χημικών Εκπομπών Διεργασιών.
Οι παράγοντες χρησιμοποίησης και μείωσης στο σχήμα 4 προέρχονται κυρίως από τη βελτίωση του IPCC 2019 [9]. Οι τιμές GWP προέρχονται κυρίως από το IPCC AR5 [10].
Η στήλη συνολικού αντίκτυπου στο σχήμα 4 είναι οι τιμές 1 χρήσης πολλαπλασιαζόμενες με τις τιμές 1 μείωσης πολλαπλασιαζόμενες με το GWP. Αυτό δίνει μια συνολική εικόνα της επίδρασης μιας χημικής ουσίας. Οι χημικές ουσίες που έχουν υψηλή συνολική επίδραση είναι γενικά αυτές με υψηλές τιμές GWP, ωστόσο το N2Το O έχει σχετικά υψηλό αντίκτυπο παρά το σχετικά χαμηλό GWP. Οι περισσότεροι Ν2Το O χρησιμοποιείται για εναπόθεση φιλμ με βάση οξείδιο χαμηλής θερμοκρασίας με πολύ χαμηλή χρήση [8] και η μείωση είναι επίσης σχετικά χαμηλή.
Είναι ενδιαφέρον, αν και οι τιμές μείωσης της IPCC είναι γενικά πάνω από το ενενήντα τοις εκατό, στις Ηνωμένες Πολιτείες οι μεγάλες εκπομπές αερίων θερμοκηπίου πρέπει να αναφέρουν την αποτελεσματικότητά τους μείωσης στην EPA και οι αναφερόμενες τιμές μείωσης είναι πολύ χαμηλότερες. Το Σχήμα 5 απεικονίζει τις αναφερόμενες αποδόσεις μείωσης για τοποθεσίες fabs στις ΗΠΑ που καλύπτονται από το μοντέλο άνθρακα.
Σχήμα 5. Αναφερόμενες τιμές μείωσης για Fabs 300mm με βάση τις ΗΠΑ.
Θα πρέπει να σημειωθεί ότι οι κανόνες αναφοράς EPA μπορούν να οδηγήσουν σε αναφερόμενες τιμές μείωσης που είναι μικρότερες από την πραγματική μείωση, αλλά θα σημειώσω επίσης ότι όταν μοντελοποιούμε αυτά τα fab χρησιμοποιώντας τις αναφερόμενες τιμές μείωσης, λαμβάνουμε εκπομπές συνεπείς με αυτές που αναφέρουν για εκπομπές, Δεν νομίζω ότι οι τιμές μείωσης είναι πολύ μακριά. Θα ήθελα επίσης να σημειώσω ότι πιστεύω ότι οι τιμές μείωσης είναι υψηλότερες για τα fabs σε ορισμένες άλλες χώρες και παγκοσμίως για τα fabs που καλύπτονται στο μοντέλο άνθρακα, πιστεύω ότι η μέση μείωση είναι περίπου 70%.
Επικύρωση μοντέλου
Όπως συζητήθηκε στην ενότητα Carbon Model, η δυνατότητα μοντελοποίησης μεμονωμένων fabs μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη σύγκριση των εκπομπών που υπολογίζονται από το μοντέλο με τις πραγματικές αναφερόμενες εκπομπές.
Στο σχήμα 6 δεδομένα εκπομπών τοποθεσίας EPA από 4 τοποθεσίες που αντιπροσωπεύουν 3 εταιρείες και 15 συνολικά fabs προστέθηκαν μαζί και συγκρίθηκαν με δεδομένα μοντελοποίησης για τα ίδια εργοστάσια.
Εικόνα 6. Επικύρωση μοντέλου βάσει δεδομένων EPA για τοποθεσίες των ΗΠΑ.
Όπως φαίνεται από το σχήμα 6, ο αγώνας ανά κατηγορία είναι εξαιρετικός. Να σημειωθεί ότι ο αγώνας για τις 4 συνολικά τοποθεσίες είναι καλύτερος από τον αγώνα κατά μεμονωμένα site.
Οι θέσεις στο σχήμα 6 αντιπροσωπεύουν λογικές διεργασίες από 28 nm έως 4 nm.
Στο σχήμα 7 το μοντέλο επικυρώνεται έναντι των συνολικών εκπομπών GHG ανά τοποθεσία, χώρα ή εταιρεία.
Εικόνα 7. Επικύρωση μοντέλου έναντι αναφορών εταιρειών.
Στο σχήμα 7, η Micron Singapore αντιπροσωπεύει τα 3D NAND Fabs, η Micron Japan και η Ταϊβάν είναι fabs DRAM, η TSMC Taiwan είναι λογικές fabs, η SK Hynix Company είναι 3D NAND και DRAM fabs και η Kioxia Yokkaichi είναι 3D NAND. Τα αναφερόμενα δεδομένα σε αυτό το οικόπεδο προέρχονται από αναφορές της εταιρείας ESG.
Για άλλη μια φορά το ματς είναι εξαιρετικό.
Αποτελέσματα Μοντέλων
Η πυκνότητα του λογικού τρανζίστορ συνεχίζει να αυξάνεται, αν και με πιο αργό ρυθμό στο παρελθόν, αυτό επιτυγχάνεται με όλο και πιο πολύπλοκες διεργασίες όσον αφορά τον αριθμό των βημάτων διεργασίας και τα στρώματα μάσκας. Η πυκνότητα των δυαδικών ψηφίων 3D NAND αυξάνεται λόγω της αύξησης του αριθμού των στρώσεων με αποτέλεσμα τη μεγαλύτερη στοίβα μνήμης που απαιτεί περισσότερη εναπόθεση και χάραξη χημικών. Η πυκνότητα bit DRAM αυξάνεται επίσης, αν και για άλλη μια φορά πιο αργά από ό,τι στο παρελθόν, λόγω της αύξησης των βημάτων διαδικασίας και των επιπέδων κάλυψης.
Το Σχήμα 8 παρουσιάζει μοντελοποιημένες εκπομπές για λογική, 3D NAND και DRAM ανά "κόμβο".
Εικόνα 8. Μοντελοποιημένες εκπομπές.
Στο σχήμα 8, οι λογικές εκπομπές παρουσιάζονται για λογικές διεργασίες τύπου TSMC που εκτελούνται στην Ταϊβάν με ηλεκτρικό αποτύπωμα άνθρακα 2023 στην Ταϊβάν και απόδοση μείωσης 70%. Οι τιμές 3D NAND και DRAM που παρουσιάζονται είναι για διαδικασίες Samsung που εκτελούνται στη Νότια Κορέα με ηλεκτρικό αποτύπωμα άνθρακα 2023 στη Νότια Κορέα και μείωση 70%.
Για τη λογική, ο μεγαλύτερος συνεισφέρων είναι οι εκπομπές ηλεκτρικού άνθρακα εμβέλειας 2, θα πρέπει να σημειωθεί ότι η Ταϊβάν έχει την υψηλότερη ηλεκτρική ενέργεια αποτυπώματος άνθρακα από οποιαδήποτε χώρα όπου βρίσκονται τα εργοστάσια αιχμής 300 mm. Για το 3D NAND, το αυξανόμενο πλήθος επιπέδων/ύψος στοίβας οδηγεί σε αυξανόμενη χρήση χημικών διεργασιών εμβέλειας 1 και ηλεκτρικής χρήσης εμβέλειας 2. Για το πεδίο DRAM 2, οι ηλεκτρικές εκπομπές είναι η μεγαλύτερη πηγή εκπομπών άνθρακα μέχρι να εισαχθεί μια προβλεπόμενη διαδικασία 3D DRAM. Η διαδικασία 3D DRAM έχει μια πολύ μεγάλη στοίβα μνήμης που απαιτεί πολλή εναπόθεση και χρήση χημικών χαρακτήρων.
Υπάρχουν πολλές ευκαιρίες για δραματική μείωση των εκπομπών άνθρακα:
- Οι εκπομπές ηλεκτρικού πεδίου 2 μπορούν να μειωθούν με τη μετάβαση σε πηγές ηλεκτρικής ενέργειας με χαμηλές εκπομπές άνθρακα, όπως η αιολική, η πυρηνική, η υδροηλεκτρική ή η ηλιακή ενέργεια.
- Διατίθενται συστήματα μείωσης με έως και 99% απόδοση μείωσης [11].
- Οι χημικές διεργασίες με χαμηλότερες εκπομπές άνθρακα μπορούν να αντικαταστήσουν τις υπάρχουσες χημικές ουσίες υψηλότερων εκπομπών. Στο συνέδριο VLSI Technology φέτος το Tokyo Electron αποκάλυψε μια κρυογονική χαρακτική που μπορεί να χαράξει τρισδιάστατες στοίβες NAND με χημικές χημικές ουσίες μη GHG και υψηλότερους ρυθμούς χάραξης. Επίσης, ο καθαρισμός του θαλάμου γίνεται συνήθως με SF6 ή NF3 ενεργώντας ως οχήματα παροχής φθορίου. Και τα δύο αέρια έχουν υψηλές τιμές GHG GWP. Στη θέση του SF6 και NF3, ΣΤ2 με GWP 0 ή COF2 με GWP 1 μπορεί να αντικατασταθεί. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι παρόλο που αυτά τα αέρια έχουν 0 ή 1 για ένα GWP, μπορούν να συνδυαστούν με άλλα είδη στον θάλαμο για να παράγουν ένα μόριο υψηλής GWP.
Το Σχήμα 9 παρουσιάζει τις εκπομπές το 2030 με βάση τρία σενάρια το καθένα για μια λογική διαδικασία 10Α, μια διαδικασία 1,000D NAND 3 επιπέδων και μια διαδικασία 80D DRAM 3 επιπέδων.
Εικόνα 9. Αποτύπωμα άνθρακα 2030.
Σε κάθε περίπτωση, η τιμή του 2023 υποθέτει αποτύπωμα άνθρακα 2023 ηλεκτρικής ενέργειας και μείωση 70% με τις τρέχουσες χημικές διεργασίες. Το πιθανό σενάριο για το 2023 βασίζεται στα προβλεπόμενα αποτυπώματα άνθρακα του 2030 από το σχήμα 1, μείωση 90% και ένα νέο σύστημα χαρακτικής μνήμης/χημεία. Τέλος, το 2030 – το δυνατό βασίζεται σε 24g ισοδύναμο CO2 ανά κιλοβατώρα ηλεκτρικής ενέργειας (η ηλιακή ενέργεια είναι 48, η Hydro 24, η αιολική και η πυρηνική είναι 12 [5]).
Συμπέρασμα
Το μοντέλο TechInsights Carbon έχει αναπτυχθεί με βάση το πρώην μοντέλο στρατηγικής κόστους και τιμής της γνώσης IC. Το μοντέλο άνθρακα επιτρέπει τη λεπτομερή σύγκριση κατασκευής 300 mm για κορυφαίες εταιρείες. Οι ηλεκτρικές πηγές, οι χημικές ουσίες καύσης και διεργασίας με χρήση, μείωση και GWP μοντελοποιούνται. Το μοντέλο άνθρακα περιλαμβάνει εκτενή δεδομένα για την εταιρεία. Το μοντέλο άνθρακα είναι προς το παρόν διαθέσιμο από την TechInsights.
αναφορές
[1] https://www.un.org/en/global-issues/climate-change
[2] Βάση δεδομένων ρολογιού TechInsights 300 mm.
[3] https://www.seai.ie/data-and-insights/seai-statistics/key-statistics/electricity/
[4] Αόρατες εκπομπές: Πρόβλεψη των εκπομπών της τεχνολογικής αλυσίδας εφοδιασμού και της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας έως το 2030», Greenpeace.
[5] Bardon, et.al., «DTCO συμπεριλαμβανομένης της Βιωσιμότητας: Ανάλυση ισχύος-απόδοσης-περιοχής-κόστους-περιβαλλοντικής βαθμολογίας (PPACE) για λογικές τεχνολογίες», IEDM (2020).
[6] Ετήσια έκθεση ASML 2022, σελίδα 83.
[7] Smeets, et.al., «0.33 NA EUV systems for High Volume Manufacturing», SPIE (2022)
[8] TechInsights
[9] https://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2019rf/pdf/3_Volume3/19R_V3_Ch06_Electronics.pdf
[10] https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg1/
[11] https://www.ebara.co.jp/en/products/details/FDS.html
Διαβάστε επίσης:
Επτά εταιρείες καταλύτη πυριτίου θα εκτεθούν στο CES, το πιο ισχυρό τεχνολογικό γεγονός στον κόσμο
RISC-V Summit Buzz – Το Launchpad Showcase επισημαίνει την καινοτομία μικρότερης εταιρείας
Μοιραστείτε αυτήν την ανάρτηση μέσω:
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://semiwiki.com/events/340325-iedm-2023-modeling-300mm-wafer-fab-carbon-emissions/
- :έχει
- :είναι
- :δεν
- :που
- $UP
- 000
- 1
- 10
- 11
- 12
- 15%
- 167
- 2010
- 2015
- 2019
- 2020
- 2021
- 2022
- 2023
- 2030
- 220
- 24
- 33
- 3d
- 7
- 8
- 80
- 9
- a
- ικανότητα
- απορροφηθεί
- Σύμφωνα με
- Λογαριασμός
- επιτευχθεί
- αποκτήθηκαν
- ηθοποιία
- Ενέργειες
- δραστηριότητα
- πραγματικός
- προσθέτω
- προστιθέμενη
- προσθήκη
- Πρόσθετος
- διεύθυνση
- πάλι
- κατά
- Συμφωνία
- στόχοι
- ΑΕΡΑ
- AL
- Όλα
- κατά μήκος
- Επίσης
- Αν και
- ποσό
- an
- ανάλυση
- και
- ετήσιος
- κάθε
- χώρια
- εφαρμογές
- εφαρμοσμένος
- Εφαρμογή
- εφαρμόζοντας
- περίπου
- ΕΙΝΑΙ
- ΠΕΡΙΟΧΗ
- γύρω
- AS
- πτυχές
- At
- Ατμόσφαιρα
- προσοχή
- συγγραφείς
- διαθέσιμος
- μέσος
- πίσω
- εμπόδια
- μπαρ
- βασίζονται
- βασικός
- Βασικα
- BE
- επειδή
- να γίνει
- ήταν
- αρχίζουν
- είναι
- Πιστεύω
- παρακάτω
- Καλύτερα
- μεταξύ
- Μεγαλύτερη
- βιομάζα
- Κομμάτι
- Μπλε
- και οι δύο
- Διακοπή
- Σπασμένος
- Έφερε
- έγκαυμα
- καύση
- αλλά
- by
- υπολογίζεται
- υπολογίζει
- υπολογισμός
- CAN
- Χωρητικότητα
- άνθρακας
- διοξείδιο του άνθρακα
- εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα
- αποτύπωμα άνθρακα
- περίπτωση
- περιπτώσεις
- Καταλύτης
- κατηγορία
- πιστοποιητικά
- Ces
- αλυσίδα
- προκλήσεις
- Θάλαμος
- αλλαγή
- χαρακτηριστικά
- χημική ουσία
- χημικά
- ισχυριζόμενος
- Καθάρισμα
- CO
- co2
- κρύο
- Στήλη
- συνδυασμός
- σε συνδυασμό
- Ελάτε
- έρχεται
- Εταιρείες
- εταίρα
- συγκρίνουν
- σύγκριση
- σύγκριση
- συγκρότημα
- συγκέντρωση
- Διάσκεψη
- εμπιστοσύνη
- Εξετάστε
- θεωρούνται
- συνεπής
- κατανάλωση
- συνεχίζεται
- συνεισφέρων
- έλεγχος
- Μετατροπή
- μετατρέψετε
- Κόστος
- δαπανηρός
- χώρες
- χώρα
- κάλυψη
- καλύπτονται
- Καλύπτει
- κρυογονική
- Ρεύμα
- Τη στιγμή
- ημερομηνία
- βάση δεδομένων
- καθορίζοντας
- διανομή
- πυκνότητα
- περιγράφεται
- Υπηρεσίες
- Παρά
- καταστρέψει
- λεπτομερής
- αναπτύχθηκε
- Ανάπτυξη
- δύσκολος
- κατευθείαν
- συζήτηση
- do
- κάνει
- γίνεται
- Μην
- δόση
- κάτω
- δραματικά
- οδηγείται
- δίσκους
- δυο
- κατά την διάρκεια
- Ε & Τ
- κάθε
- νωρίτερα
- γη
- άκρη
- αποτέλεσμα
- αποτελεσματικότητας
- αποδοτικότητα
- είτε
- Ηλεκτρικό
- ηλεκτρικής ενέργειας
- κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας
- χρήση ηλεκτρικής ενέργειας
- εξάλειψη
- εκπομπή
- Εκπομπές
- δίνει τη δυνατότητα
- ενέργεια
- ενεργειακά έργα
- εισάγετε
- εισήχθη
- εισερχόμενοι
- EPA
- εξοπλισμός
- Ισοδύναμος
- ισοδύναμα
- ΕΙΝΑΙ Γ
- εκτίμηση
- αναμενόμενη
- Even
- Συμβάν
- ΠΑΝΤΑ
- έξοχος
- Εκτός
- έκθεμα
- υφιστάμενα
- Έξοδος
- Επέκταση
- Έκθεση
- επέκταση
- εκτενής
- εγκαταστάσεις
- Ευκολία
- παράγοντες
- μακριά
- λίγοι
- Εικόνα
- Ταινία
- Τελικά
- οικονομικός
- Χρηματοοικονομικά μέσα
- Όνομα
- πρώτη φορά
- πέντε
- ροή
- Ροές
- Εξής
- Ίχνος
- Για
- Πρόβλεψη
- Πρώην
- μορφές
- απολίθωμα
- ορυκτά καύσιμα
- Βρέθηκαν
- Δωρεάν
- από
- καύσιμα
- μελλοντικός
- GAS
- γενικά
- παράγεται
- γενεά
- παίρνω
- Αερίων του θερμοκηπίου
- Εκπομπές GHG
- δίνει
- Παγκόσμιο
- υπερθέρμανση του πλανήτη
- καλός
- Γραμμάριο
- αέρια θερμοκηπίου
- Η Greenpeace
- Πλέγμα
- Μεγαλώνοντας
- Έχω
- ύψος
- Ήρωας
- εδώ
- Ψηλά
- υψηλότερο
- υψηλότερο
- Επισημάνετε
- ανταύγειες
- ΚΑΥΤΌ
- ώρα
- Πως
- Πώς να
- Ωστόσο
- HTML
- HTTPS
- i
- προσδιορίσει
- ΙΕΑ
- if
- απεικονίζει
- Επίπτωση
- επιπτώσεις
- Επιπτώσεις
- in
- ίντσες
- περιλαμβάνει
- Συμπεριλαμβανομένου
- Αυξάνουν
- αύξηση
- όλο και περισσότερο
- ατομικές
- άτομα
- βιομηχανικές
- Βιομηχανική επανάσταση
- βιομηχανία
- αρχικός
- Καινοτομία
- εισαγωγή
- μέσων
- Intel
- τόκος
- ενδιαφερόμενος
- ενδιαφέρον
- σε
- εισήγαγε
- αόρατος
- καλείται
- Ιρλανδία
- ζήτημα
- IT
- Ιαπωνία
- jpg
- Κλειδί
- Κιλοβάτ
- γνώση
- Κορέα
- large
- μεγαλύτερος
- μεγαλύτερη
- Launchpad
- στρώμα
- στρώματα
- που οδηγεί
- ελάχιστα
- μείον
- Επίπεδο
- Διάρκεια Ζωής
- Πιθανός
- γραμμή
- γραμμές
- συνδέονται
- ΣΥΝΔΕΣΜΟΙ
- που βρίσκεται
- λογική
- πλέον
- Παρτίδα
- Χαμηλός
- χαμηλότερα
- κάνω
- μακιγιάζ
- κατασκευής
- μάσκα
- Ταίριασμα
- υλικό
- υλικά
- max-width
- Ενδέχεται..
- εννοώ
- medium
- Μνήμη
- μικρόν
- εκατομμύρια
- μοντέλο
- μοντελοποίηση
- μοντέλα
- μόριο
- στιγμή
- περισσότερο
- πλέον
- πολύ
- πολλαπλούς
- πολλαπλασιάζεται
- πρέπει
- my
- Εθνών
- Φυσικό
- Φυσικό αέριο
- Ανάγκη
- που απαιτούνται
- καθαρά
- Νέα
- Όχι.
- κόμβος
- κόμβων
- σημείωση
- Σημειώνεται
- Νοέμβριος
- πυρηνικών
- αριθμός
- of
- off
- on
- μια φορά
- ONE
- αυτά
- συνεχή
- αποκλειστικά
- Ευκαιρίες
- or
- Πορτοκαλί
- τάξη
- Όρεγκον
- Ώσμωση
- ΑΛΛΑ
- δικός μας
- έξω
- εκτός
- επί
- φόρμες
- σελίδα
- Χαρτί
- μέρος
- Ειδικότερα
- Το παρελθόν
- για
- τοις εκατό
- ποσοστό
- επίδοση
- εικόνα
- κομμάτι
- Μέρος
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- Σημείο
- πολιτική
- τμήμα
- δυνατός
- Θέση
- δυναμικού
- δύναμη
- ισχυρός
- παρόν
- παρουσίαση
- παρουσιάζονται
- δώρα
- τιμή
- πρωτίστως
- Πριν
- Πρόβλημα
- προβλήματα
- διαδικασια μας
- Διεργασίες
- προμήθεια
- παράγει
- παραγωγή
- προβλέπεται
- Προβολή
- προβλέψεις
- έργα
- αγορά
- αγοράσει
- Τιμή
- Τιμές
- αντίδραση
- Διάβασε
- λόγος
- έλαβε
- πρόσφατα
- μείωση
- Μειωμένος
- μείωση
- μείωση
- αντικατοπτρίζει
- περιοχή
- σχετικά
- αφαιρέστε
- Ανανεώσιμος
- ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
- αναφέρουν
- αναφέρθηκαν
- Αναφορά
- Εκθέσεις
- εκπροσωπώ
- εκπροσωπούνται
- εκπροσωπούν
- αντιπροσωπεύει
- απαιτούν
- απαιτήσεις
- έρευνα
- αποτέλεσμα
- με αποτέλεσμα
- Αποτελέσματα
- αντιστρέψει
- Επανάσταση
- αύξηση
- Δωμάτιο
- περίπου
- κανόνες
- τρέξιμο
- ίδιο
- Samsung
- σενάριο
- σενάρια
- επιστημονικός
- έκταση
- σκορ
- Τμήμα
- δει
- Ημι
- ημιαγωγός
- Συνεδρίαση
- σειρά
- Σέτς
- αποστέλλονται
- θα πρέπει να
- βιτρίνα
- Δείχνει
- Siemens
- σημαντικός
- Πυρίτιο
- αφού
- Singapore
- ενιαίας
- ιστοσελίδα
- Sites
- μεγέθη
- Αργά
- μικρότερος
- So
- ηλιακός
- στέρεο
- μερικοί
- Πηγή
- Πηγές
- Νότος
- Νότια Κορέα
- συγκεκριμένες
- πλατείες
- σωρός
- Στοίβες
- Κατάσταση
- Μελών
- σταθερά
- Βήμα
- Βήματα
- Στρατηγική
- Μελέτη
- τέτοιος
- ΠΕΡΙΛΗΨΗ
- Κορυφή
- προμήθεια
- αλυσίδας εφοδιασμού
- Βιωσιμότητα
- σύστημα
- συστήματα
- Ταϊβάν
- tech
- Τεχνολογίες
- Τεχνολογία
- όροι
- από
- ότι
- Η
- Το μέλλον
- τους
- Τους
- τότε
- Εκεί.
- επομένως
- Αυτοί
- αυτοί
- νομίζω
- αυτό
- φέτος
- εκείνοι
- αν και?
- τρία
- Μέσω
- διακίνηση
- ώρα
- προς την
- σήμερα
- μαζι
- Τόκιο
- Σύνολο
- tsmc
- δύο
- τύπος
- συνήθως
- UN
- καταλαβαίνω
- Ενωμένος
- Ηνωμένα Έθνη
- United States
- μέχρι
- us
- Χρήση
- χρήση
- μεταχειρισμένος
- χρησιμοποιεί
- χρησιμοποιώντας
- χρησιμοποιούνται
- επικυρωμένο
- επικύρωση
- αξία
- Αξίες
- ποικιλία
- Οχήματα
- πολύ
- έλεγχος
- μέσω
- Δες
- τόμος
- θέλω
- ζεστός
- ήταν
- Δες
- Νερό
- we
- Weather
- ιστός
- ΛΟΙΠΌΝ
- Τι
- πότε
- ενώ
- Ο ΟΠΟΊΟΣ
- ολόκληρο
- ευρέως
- θα
- άνεμος
- με
- κόσμος
- παγκόσμιος
- θα
- έτος
- zephyrnet