대만, 기후 야망과 칩 제조를 조화시키기 위해 고군분투

[이매진]

대만, 기후 야망과 칩 제조를 조화시키기 위해 고군분투

https://www.aljazeera.com/economy/2024/12/25/taiwan-struggles-to-reconcile-climate-ambitions-and-chip-manufacturing

Taiwan struggles to reconcile climate ambitions and chip manufacturing

이 섬의 반도체 산업은 GDP의 4분의 1을 차지하지만 탄소 배출의 주요 원인이다.

TSMC와 같은 칩 제조업체는 대만 경제에서 큰 역할을 합니다. [파일: Tyrone Siu/Reuters]

 톰 카소워스 지음

2024년 12월 25일에 게시됨2024년 12월 25일

대만 신주 – 학 새가 조용한 논을 가로질러 날고, 배경에는 물이 천천히 흘러내린다. 동아시아 시골의 고요하고 고정관념적인 이미지다. 내가 세계 경제의 심장부 중 하나에서 불과 몇 킬로미터 떨어져 있다는 것을 암시하는 것 같지는 않다.

여기는 타이완 타이베이 근처의 작은 도시 신주입니다. 문자 그대로 세계의 실리콘 밸리라고 부를 수 있는 곳입니다.

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고요한 논에서 불과 몇 킬로미터 떨어진 곳에 거대한 건물이 땅에서 솟아 있고, 교통 체증 속에서 에어컨이 끊임없이 윙윙거리고 있습니다. 이 공장은 스마트폰, 컴퓨터, 심지어 ChatGPT와 같은 인공 지능(AI) 시스템을 작동시키는 실리콘 칩이나 반도체를 만드는 공장입니다.

그러나 고요한 자연과 하이테크 제조업이라는 두 세계가 섬에서는 점점 더 충돌하고 있습니다.

대만은 컴퓨터 칩 생산에서 세계를 선도하고 있다.

대만 반도체 제조 회사(TSMC)는 대만에서 가장 큰 칩 제조업체입니다. 조사 회사인 카운터포인트에 따르면, 2024년 3분기까지 글로벌 반도체 시장의 64%를 정복했습니다.

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두 번째로 큰 업체인 한국의 삼성 파운드리는 불과 12%의 시장 점유율을 차지했습니다.

칩 제조는 대만 경제의 엄청난 부분을 차지하며 섬의 국내총생산(GDP)의 25%를 기여합니다. 당시 연구에 따르면 2020년 TSMC의 시장 가치는 대만 경제의 절반 규모와 같았습니다.

칩 제조에서 대만을 앞지르는 나라는 거의 없어 보인다. 하지만 이 반도체 성공은 지속 가능성 문제도 제기하고 있다.

칩 제조에는 많은 양의 물과 에너지가 소모되고 화학물질을 통해 배출물이 배출됩니다. S&P Global Ratings의 최근 보고서에 따르면 TSMC만 섬의 전기의 약 8%를 소비합니다.

비영리 단체인 대만 기후 행동 네트워크의 연구 책임자이자 국립 대만 대학의 조교수인 치아웨이 차오는 알자지라에 "석유화학 산업에 이어 대만의 가장 큰 배출원은 전자 산업입니다."라고 말했습니다.

"반도체 역시 빠르게 성장하는 산업인데, 적어도 걱정스러운 일입니다."

이로 인해 대만의 칩 공장이 위치한 근처 농부들과도 갈등이 빚어지고 있습니다.

2021년 가뭄 때 대만 정부는 농장 관개를 중단했고, 거대한 칩 공장이 절약된 물을 사용할 수 있었습니다. 오늘날, 칩 제조에 필요한 태양광 농장이 어떻게 농지를 차지할지에 대한 불안이 커지고 있습니다.

캐나다 뉴펀들랜드 메모리얼 대학교의 지리학 교수인 조쉬 레포스키는 알자지라에 "반도체 생산에 대한 환경적 영향에 대한 체계적 분석이 부족한 것 같다"고 말했습니다.

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"그건 심각한 실수예요."

대만 신주 시골의 고요한 자연과 하이테크 제조는 섬에서 갈등이 증가하고 있는 한 예입니다. [Tom Cassauwers/알자지라]'미친' AI

지난 몇 년 동안 칩 공장의 물 사용은 국제적으로 큰 주목을 받았지만, 섬 자체에서는 오래된 뉴스로 여겨진다. 반도체 제조업체는 이미 사용하는 물의 대부분을 재활용하고 있으며, 정부는 지난 몇 년의 가뭄 이후 물 인프라에 더 많은 투자를 했다.

오늘날 대만인들은 이 산업의 에너지 사용에 대해 걱정하고 있습니다. 인공지능은 OpenAI와 같은 미국 기업의 대규모 언어 모델과 ChatGPT와 같은 도구에 의해 주도되어 지난 몇 년 동안 큰 돌파구를 마련했습니다. 이 혁명은 대부분 대만에서 제조된 칩에 의해 구동되었습니다.

AI에 대한 열풍으로 인해 대만의 대형 칩 공장도 과열되고 있다.

그린피스 동아시아의 캠페인 담당자인 레나 창은 알자지라에 "AI 시장은 그 어느 때보다 더 미쳐가고 있습니다."라고 말했습니다.

"이로 인해 반도체 산업의 에너지 사용은 배출량 증가와 심지어 부족 가능성으로 인해 대만의 주요 문제가 되고 있습니다."

모든 광기 속에서 기후는 잊혀졌을지도 모른다. 창은 "이제 가장 중요한 목표는 AI와 관련 공급망을 개발하는 것"이라고 말했다.

“에너지는 큰 관심사가 아닙니다. 정부는 지속 가능한 에너지 개발에 더 적극적으로 나서야 합니다.”

느린 재생에너지

여기서 중요한 문제 중 하나는 대만의 에너지 시장입니다. 대만은 현재 핵발전소를 단계적으로 폐지하고 있습니다. 그러나 태양광 및 풍력 에너지 건설은 뒤처져 있습니다.

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창은 "대만은 여전히 ​​화석 연료에 크게 의존하고 있습니다."라고 말했습니다. "우리 에너지 공급의 80% 이상이 가스와 석탄에서 나옵니다."

대만 에너지청에 따르면 2023년 9월부터 2024년 8월까지 대만의 에너지 공급량 중 풍력, 태양광, 수력 발전이 차지한 비율은 11%에 불과했습니다.

감소하는 핵 에너지 비중은 5.6%를 더 증가시켰습니다.

대만 정부는 2016년에 2025년까지 재생 에너지 사용률을 20%로 높이는 목표를 세웠지만, 이는 거의 확실히 달성하지 못할 것입니다.

예를 들어 해상 풍력은 정부 목표에 뒤처져 있습니다. 2018년 대만은 2025년까지 설치할 해상 풍력 5.7기가와트(GW)를 수여했습니다.

2024년까지 정부는 목표를 낮추고 그 해에 2.56GW에서 3.04GW가 준비되기를 기대했습니다.

"해상 풍력은 2022년까지는 꽤 잘 진행되었습니다. 하지만 그 후 경매 라운드에서 대만은 저렴한 에너지와 공급망의 높은 현지화를 모두 확보하려고 했습니다." 재생 에너지 컨설턴트 NIRAS Taiwan의 전무 이사인 라울 쿠비체크가 알자지라에 말했습니다.

풍력 에너지는 특히 대만의 현지화 규칙에 부딪히고 있습니다. 대만 정부는 풍력 터빈과 기타 구성 요소의 매우 높은 비율을 현지에서 생산할 것을 요구하고 있습니다.

하지만 이러한 지역적 생산은 충분히 빠르게 증가하지 않고 있습니다.

쿠비체크는 "이렇게 빨리 새로운 공급망을 구축할 수는 없습니다."라고 말했습니다. "대만은 2017년에야 첫 번째 상업용 해상 풍력 발전소를 건설했습니다. 국내 풍력 에너지 산업을 만드는 데는 시간이 걸립니다."

태양광 에너지도 장벽에 부딪히고 있습니다. 옥상 태양광은 섬에서 대체로 포화 상태입니다. 대규모 태양광 농장은 토지 분쟁으로 인해 논란이 되고 있습니다. 농부와 같은 그룹은 농지를 침범하여 시위와 소송으로 이어질까 봐 두려워합니다.

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치아웨이 차오는 이러한 상황을 바꾸고자 노력하고 있습니다.

그는 농부들이 직접 땅에 태양광 패널을 설치하는 시범 프로젝트를 이끌고 있습니다. Chao는 알자지라에 "농부들이 땅을 팔거나 농사를 멈추고 태양광 패널을 설치하도록 강요해서는 안 됩니다."라고 말했습니다. "우리는 두 가지를 결합하는 것을 허용해야 합니다. 농부들의 신뢰를 회복해야 합니다."

그러나 현재 대만의 에너지 시장은 여전히 ​​화석 연료에 의존하고 있습니다. 그러는 동안 반도체 산업의 에너지 사용량은 빠르게 증가하고 있습니다.

그것은 반도체 제조업체의 문제입니다. 그들은 고객으로부터 친환경으로 전환하라는 압력을 받고 있습니다.

TSMC 칩의 주요 구매 기업인 애플은 대형 공급업체들이 2030년까지 재생 에너지 사용을 100% 달성하기로 약속하기를 원하고 있습니다. 현재 추세를 고려하면 상당히 먼 목표입니다.

대만의 전기 가격도 급등하고 있으며, 정전 위협도 커지고 있습니다.

쿠비체크에 따르면 대만의 에너지 시장에는 지역화 정책을 완화하고, 허가 제도를 개혁하고, 국유 에너지 회사인 대만전력의 역할을 검토하는 등 더 광범위한 변화가 필요하다고 합니다.

그러나 쿠비체크는 그러한 개혁이 먼 미래일 수 있다고 말한다. 그동안 그린피스는 이 난제를 우회하고 싶어하며 TSMC와 같은 회사가 자체 지속 가능한 에너지 설비를 건설할 것을 요구한다.

CHIPS법

하지만 대만만이 반도체 제조에 대한 문제를 겪고 있는 것은 아니다.

코로나19와 반도체 등 필수 재화의 공급 부족으로 인해 미국과 유럽 연합 등의 정부는 더 많은 칩을 국내에서 생산하고자 합니다.

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미국과 EU는 모두 국내 칩 생산을 지원하는 법안을 통과시켰지만, 미국 대통령 당선인 도널드 트럼프는 미국의 CHIPS 및 과학법을 강력히 비판했습니다.

미국과 EU는 현재 대만과 유사한 문제에 직면해 있습니다.

예를 들어 미국에서는 가뭄이 발생하기 쉬운 지역에 새로운 칩 공장이 들어서고 있습니다. TSMC는 애리조나 사막 지역에 있는 공장에 120억 달러를 투자하고 있습니다.

뉴펀들랜드 기념 대학의 레포스키에 따르면 그것은 나쁜 계획이라고 합니다.

“[미국] CHIPS법은 물 사용을 고려하지 않았습니다. 그것은 미래에 문제를 일으킬 것입니다.”

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유럽에서도 칩 제조가 환경에 미치는 영향에 대한 우려가 커지고 있다.

2022년 EU는 2030년까지 글로벌 반도체 제조 시장에서 유럽의 점유율을 20%로 늘리겠다고 발표했고, 이에 따라 TSMC와 인텔은 독일과 폴란드에 신규 공장을 건설한다는 계획을 공개했습니다(인텔은 이후 막대한 재정적 손실을 억제하기 위해 계획을 연기했습니다).

연구 기관 인터페이스의 연구에 따르면, 유럽이 20% 생산 목표를 달성한다면 이 대륙의 반도체 배출량은 8배로 증가하여 그린딜 등 다른 정책 프로그램과 충돌하게 됩니다.

칩 가스

연구자들은 반도체의 또 다른 유형의 기후 효과에 대해서도 걱정하고 있습니다.

물이나 에너지 사용 외에도 반도체 제조는 온실 가스를 생성합니다. 복잡한 제조 흐름 동안 프로세스 자체가 자체 배출을 생성할 수 있습니다.

벨기에의 연구 기관 Imec의 지속 가능한 반도체 기술 및 시스템(SSTS) 프로그램 책임자인 에밀리 갤러거에 따르면, 이를 범위 1 배출이라고 합니다. TSMC는 Imec의 SSTS 프로그램에 가입한 회사 중 하나입니다.

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"식각 공정에서 우리는 플라즈마를 사용하여 칩에 미세한 구조를 구축하기 위해 재료를 선택적으로 제거합니다. 식각 공정은 종종 불소화 화학 물질인 CF4와 같은 가스를 사용합니다." 갤러거는 알자지라에 이렇게 말했습니다. "CF4는 CO2보다 6,500배 더 큰 지구 온난화 잠재력을 가지고 있습니다."

Imec의 계산에 따르면, 평균적인 칩의 경우 생산 배출량의 약 10%가 범위 1입니다. 이를 줄이려면 공정 효율성을 높여 가스 활용도를 높이고, 가능하다면 기존 가스를 교체하고, 가스 사용을 줄여 매우 복잡한 반도체 제조 절차를 조정해야 합니다.

"지금으로서는 범위 1 배출이 반도체 제조와 관련된 배출을 지배하지 않습니다." 갤러거는 말했다. "하지만 공장에서 에너지 공급을 탈탄소화함에 따라 그 중요성이 극적으로 증가할 것입니다."

대만에서는 에너지 사용이 여전히 모든 사람의 관심사입니다.

대만은 글로벌 AI 열풍의 핵심에 있으며, 칩을 생산하는 것뿐만 아니라 AI 모델이 훈련되는 핫 러닝 서버를 냉각하는 시스템도 만들고 있습니다. 지역 에너지 시장이 이를 감당할 수 있을지는 아직 알 수 없습니다.

창은 "더 야심찬 목표와 이를 달성할 수단이 필요합니다."라고 말했습니다. "지금은 전력 부족에 대한 실제적인 우려가 있습니다. 반도체 회사와 같은 대규모 전력 사용자는 책임을 져야 합니다."

이 기사는 Pascal Decroos Fund의 지원을 받았습니다.

출처 : 알자지라