La industria de chips tiene otro problema: su huella de carbono

Es una tarea gigante que se adapta a las ambiciones descomunales de Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., el fabricante de chips preferido del mundo. El costo estimado de la instalación de TSMC será de US$20,000 millones, aproximadamente tres veces más grande que el costo de la gigafábrica de Tesla Inc. de Elon Musk cerca de Berlín.

Y su huella de carbono estará a la altura.

A medida que la vida se vuelve cada vez más digital, la demanda de semiconductores aumenta, y los chips son el componente clave de aplicaciones, desde lavadoras hasta inteligencia artificial.

Pero toda esa potencia informática tiene un coste. Silicon Valley habla mucho sobre sostenibilidad, pero la realidad es que la fabricación de chips es un negocio que requiere una gran cantidad de recursos.

En un artículo de octubre del 2020, investigadores dirigidos por Udit Gupta de la Universidad de Harvard utilizaron informes públicos de sostenibilidad de empresas como TSMC, Intel Corp. y Apple Inc. para demostrar que a medida que la informática se vuelve cada vez más omnipresente, “también lo hace su impacto ambiental”.

Se espera que para el 2030 la tecnología de la información y la computación represente hasta 20% de la demanda mundial de energía, y el hardware es responsable de más de esa huella que de la operación de un sistema, encontraron. “La fabricación de chips, a diferencia del uso de hardware y el consumo de energía, representa la mayor parte de la producción de carbono”, concluyeron los investigadores.

Como lo implica el título del documento, “Persiguiendo el carbono: la elusiva huella ambiental de la informática”, ese es un hecho poco conocido e incómodo para los Gobiernos que impulsan la fabricación de chips de alta gama.

El impulso del presidente Joe Biden para establecer plantas de fabricación de vanguardia en EE.UU. corre el riesgo de chocar con su agenda amigable con el medio ambiente, en tanto que los planes de la Unión Europea para desarrollar la producción de chips podrían poner a prueba su compromiso de ser el primer continente que alcance la neutralidad climática para el 2050.

Las compañías de semiconductores reconocen ampliamente que existe un problema de huella de carbono, aunque enfatizan en las acciones que están tomando para mitigar sus emisiones.

Hay una paradoja en juego. La industria promociona los avances tecnológicos que han permitido que los chips se vuelvan increíblemente poderosos al tiempo que operan con una mucho mayor eficiencia, reduciendo drásticamente el uso de energía durante su vida útil. Sin embargo, con miles de millones de transistores ahora apiñados en un solo chip, producirlos es un trabajo cada vez más complicado.

Para que un disco de silicio pase por las múltiples etapas requeridas para procesarlas en el producto terminado se necesitan de tres a cuatro meses. Las obleas se abren paso a lo largo de filas de máquinas que se colocan en capas sobre materiales microscópicos, se queman en patrones y raspan las porciones innecesarias en procedimientos que están completamente automatizados. El enjuague con grandes cantidades de agua ultrapura es un componente clave. Y con cada nueva generación de chips, se va requiriendo más electricidad, más agua y se emiten más gases de efecto invernadero.

El resultado es que los fabricantes de chips más avanzados ahora producen una huella de carbono mayor a la de algunas de las industrias tradicionalmente más contaminantes. En el 2019, por ejemplo, las divulgaciones de la compañía muestran que las fábricas de Intel usaron más del triple de agua que las plantas de Ford Motor Co. y crearon más del doble de desechos peligrosos.

“La tendencia general es que el consumo de energía está aumentando, el consumo de agua está aumentando a medida que los chips se vuelven cada vez más complejos”, dijo Marie García Bardon, investigadora principal del centro de nanotecnología Imec en Bélgica, que realiza un trabajo pionero en la estimación de huella de carbono de la industria.

Gary Dickerson, director ejecutivo de Applied Materials Inc., con sede en California, el mayor fabricante mundial de equipos de chips, dijo que la responsabilidad recae en los líderes de la industria para garantizar que los avances que hacen posible los semiconductores sean sostenibles.

El mundo está “en la mayor inflexión de nuestras vidas”, dijo, contrastando los desarrollos con la revolución industrial impulsada por el carbón y el petróleo. “Tuvo un impacto positivo y muy significativo en el mundo”, dijo en una entrevista. “Pero el legado no es tan grande desde el punto de vista del cambio climático”.