تأثير كفاءة الطاقة والابتكار في تصنيع الإلكترونيات

من الإلكترونيات الصناعية إلى الأجهزة المحمولة الشخصية، كان لصناعة الإلكترونيات تأثير كبير على كيفية عمل المجتمع، ويستمر هذا التأثير حتى يومنا هذا. ومع ذلك، أدى نمو صناعة الإلكترونيات إلى مشاكل بيئية خطيرة 4% من الغازات الدفيئة العالمية (GHG) الانبعاثات المنسوبة إليه. ونظرا للطلب العالمي على الكهرباء ومن المتوقع أن ترتفع بمقدار 30% بحلول عام 2030فمن الأهمية بمكان بالنسبة لصناعة الإلكترونيات أن تحقق كفاءة أفضل في استخدام الطاقة لتحقيق قدر أكبر من الاستدامة.

تساعد الابتكارات والعمليات الجديدة على زيادة الكفاءة وتقليل الانبعاثات

لقد اكتسبت التقنيات الأحدث والأكثر استهلاكًا للطاقة، مثل الذكاء الاصطناعي، استخدامًا واسع النطاق في السنوات الأخيرة. وهذا يقود نمو قطاع الإلكترونيات العالمي، وهو ومن المتوقع أن ينمو إلى $3 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2030. ومع اعتمادنا على الإلكترونيات واستخدامها المتزايد، فمن الأهمية بمكان أن تتبنى صناعة الإلكترونيات ابتكارات وعمليات جديدة وتطورها لتقليل انبعاثات GHG. ولكن كيف يمكن تحقيق ذلك؟

تعظيم الكفاءة عن طريق تقليل وقت الخمول

يمكن للبرامج المتطورة الآن أن تمكننا من الوصول إلى البيانات الشاملة وتحليلها لتحسين سير العمل والعمليات. هذا يمكن أن يؤدي إلى تقليل اختناقات التصنيع وتحسين سرعة المعالجة، مما يؤدي إلى تقليل أوقات خمول الماكينة وتقليل إهدار الطاقة.

استخدم إنترنت الأشياء (IoT) وحلول البيانات لتتبع المواد

يتيح استخدام إنترنت الأشياء تتبع المواد والصيانة التنبؤية، والتي تسمح بتحسين إدارة الخدمات اللوجستية وطول عمر المكونات. على سبيل المثال، تكون المكونات المستخدمة في تصنيع الرقائق حساسة وعرضة للتلف إذا لم يتم تجميعها في الوقت المناسب. تساعد الاستفادة من إنترنت الأشياء باستخدام أدوات مثل علامات RFID على زيادة كفاءة التجميع من خلال ضمان استخدام الأجزاء في الوقت المناسب، مما يقلل من الأضرار والنفايات. يمكن للتكنولوجيا الذكية أيضًا اكتشاف الآلات والمواد ومسحها ضوئيًا لتحديد ما إذا كانت المكونات تتطلب الاستبدال أو الإصلاح في وقت مبكر، مما يزيد من الوقت والجهد توفير في التكاليف.

استخدام مواد أكثر كفاءة وأشباه الموصلات واسعة النطاق

باستخدام كربيد السيليكون (SiC) ونيتريد الغاليوم (GaN) بدلاً من السيليكون التقليدي، يمكن للمصنعين توقع كفاءة أفضل في استخدام الطاقة مع تقليل تبديد الحرارة والطاقة. وفي حين أن هذه المواد أكثر تكلفة حاليًا، فمن المتوقع أن تصل إلى نقطة سعر تنافسية في المستقبل القريب.

زيادة كفاءة الطاقة في تصنيع أشباه الموصلات

يتطلب تصنيع أشباه الموصلات قدرًا هائلاً من الطاقة، خاصة مع استهلاك أنظمة الطباعة الحجرية فوق البنفسجية المتطرفة (EUVs) حوالي 10 مرات أكثر من الطاقة من الأجيال الأقدم من المعدات. وإدراكاً لهذه الحقيقة، اتخذت العديد من البلدان المعروفة بتصنيع الرقائق المتقدمة خطوات نحو خفض الاستهلاك تدريجياً.

• تهدف تايوان في البداية إلى استخلاص 20% من الكهرباء من مصادر متجددة بحلول عام 2025 باستخدام طاقة الرياح البحرية والطاقة الشمسية. ومع ذلك، فقد قامت بتعديل هدفها إلى 15.1% في أحدث مراجعة لها في يوليو 2022.
• وتهدف كوريا الجنوبية إلى خفض انبعاثات الكربون بنسبة 40% من مستواه عام 2018 بحلول عام 2030. وتعتزم خفض توليد الطاقة التي تعمل بالفحم إلى النصف من 41.9% إلى 21.8% بحلول عام 2030 وزيادة مصادر الطاقة المتجددة من 6.2% إلى 30.2%.
• جاء حوالي 80% من طاقة شركة Intel ومقرها الولايات المتحدة من مصادر متجددة في عام 2021 – وهي زيادة عن العام السابق. عبر عمليات التصنيع العالمية، تسعى جاهدة لتحقيق استخدام الطاقة المتجددة بمقدار 100% بحلول عام 2030 .

مستقبل تصنيع الإلكترونيات بكفاءة

هناك العديد من العقبات التي لا تزال قائمة أمام جعل تصنيع الإلكترونيات أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وأكثر استدامة. ومع ذلك، فإن الابتكارات الجديدة والتحول إلى مصادر الطاقة المتجددة يعني أن قطاع تصنيع الإلكترونيات الأنظف والأكثر مراعاة للبيئة يلوح في الأفق.

تعرف على المزيد حول العمل الذي كنا نقوم به لمساعدة الشركات المصنعة العالمية على التحول لتحقيق نتائج أفضل للجميع هنا.