News: Unscheinbare Umweltsünden
Trotz der komplexen Aufgaben, die sie bewältigen, sind Mikrochips eher unscheinbar und leichtgewichtig. Doch wie sehr würde sich die Waagschale neigen, wenn auch alle verbrauchten Ressourcen zu Buche schlagen würden?
© (Ausschnitt)
Ob Handy, Armbanduhr oder Computer – die meisten elektronischen Geräte vertrauen auf die Leistungsfähigkeit von Mikrochips, um ihre jeweilige Aufgabe zu erfüllen. Dabei sieht man den vielseitigen Bauelementen ihr kompliziertes Inneres noch nicht einmal an. In schnödes schwarzes Plastik verpackt nehmen sie nur wenig Platz in einem Gerät ein und wiegen selten mehr als ein paar Gramm.
Doch der leichtgewichtige Schein trügt. Wenngleich sich das fertige Produkt auf dem Finger balancieren lässt, so hätte man doch gehörige Mühe, all die bei der Produktion verbrauchten Rohstoffe mit sich zu tragen. Eric Willams von der United Nations University in Tokio und seine Kollegen haben nun eine Bilanz des Ressourcen-Verbrauchs bei der Chipherstellung aufgestellt.
Demnach verschlingt die Produktion eines Silicium-Chips von zwei Gramm Masse ganze 32 Kilogramm Wasser, 1,6 Kilogramm Brennstoff und etwa 72 Gramm Chemikalien. Zu den Letzteren zählen unter anderem Lösungsmittel wie polychlorierte Biphenyle und andere, ätzende Substanzen – alles Stoffe, die tunlichst nicht in die Umwelt gelangen sollten und deshalb aufwändig zu entsorgen sind.
Und auch der Brennstoffverbrauch verdient beileibe kein Öko-Siegel. So wird etwa die Hälfte und damit der größte Teil des Brennstoffs dazu benötigt, aus Siliciumdioxid – beispielsweise aus Quarzsand – das hochreine Silicium für die Halbleiterindustrie zu gewinnen. Zum Vergleich: Nur die Hälfte dieses Betrags verbraucht das fertige Produkt im Laufe seines Lebens.
Zumindest was die Herstellung angeht, schneidet hier ein Auto deutlich besser ab: Hierbei muss lediglich die doppelte Masse an Brennstoff im Vergleich zur Produktmasse aufgebracht werden. Doch woher kommt der hohe Energieverbrauch bei der Chipherstellung?
Im Grunde ist es ein Fluch der Miniaturisierung. Denn es ist ungleich schwieriger und aufwändiger die filigranen Leiterbahnen dicht an dicht in das Silicium zu schreiben, als ein paar große Blechteile zurechtzubiegen. Und außerdem benötigen die winzigen Strukturen eben jenes hochreine Ausgangsmaterial – einfaches Silicium ließe sich beispielsweise mit knapp einem Zweihundertstel der Energie gewinnen.
Damit möchte Williams den Mikrochip jedoch nicht grundsätzlich verteufeln. Schließlich ist der Materialbedarf an Silicium zur Herstellung der elektronischen Bauelemente nicht sonderlich groß, und ihr Stromverbrauch im Betrieb nimmt sich wesentlich geringer aus als ein vergleichbarer Stromkreis im Großen. Um umweltfreundlichere Chips zu produzieren, wäre es in Zukunft vielleicht trotzdem wichtiger, auf den Energieverbrauch bei der Herstellung zu achten als auf den ständigen Verbrauch.
Und schließlich gibt es da ja noch einen Rohstoff, dessen man sich bei der Herstellung ebenfalls kräftig bedient: Wasser. Wie hoch jedoch die Umweltkosten aufgrund dieses Verbrauchs anzusetzen sind, ist längst nicht klar.
Doch der leichtgewichtige Schein trügt. Wenngleich sich das fertige Produkt auf dem Finger balancieren lässt, so hätte man doch gehörige Mühe, all die bei der Produktion verbrauchten Rohstoffe mit sich zu tragen. Eric Willams von der United Nations University in Tokio und seine Kollegen haben nun eine Bilanz des Ressourcen-Verbrauchs bei der Chipherstellung aufgestellt.
Demnach verschlingt die Produktion eines Silicium-Chips von zwei Gramm Masse ganze 32 Kilogramm Wasser, 1,6 Kilogramm Brennstoff und etwa 72 Gramm Chemikalien. Zu den Letzteren zählen unter anderem Lösungsmittel wie polychlorierte Biphenyle und andere, ätzende Substanzen – alles Stoffe, die tunlichst nicht in die Umwelt gelangen sollten und deshalb aufwändig zu entsorgen sind.
Und auch der Brennstoffverbrauch verdient beileibe kein Öko-Siegel. So wird etwa die Hälfte und damit der größte Teil des Brennstoffs dazu benötigt, aus Siliciumdioxid – beispielsweise aus Quarzsand – das hochreine Silicium für die Halbleiterindustrie zu gewinnen. Zum Vergleich: Nur die Hälfte dieses Betrags verbraucht das fertige Produkt im Laufe seines Lebens.
Zumindest was die Herstellung angeht, schneidet hier ein Auto deutlich besser ab: Hierbei muss lediglich die doppelte Masse an Brennstoff im Vergleich zur Produktmasse aufgebracht werden. Doch woher kommt der hohe Energieverbrauch bei der Chipherstellung?
Im Grunde ist es ein Fluch der Miniaturisierung. Denn es ist ungleich schwieriger und aufwändiger die filigranen Leiterbahnen dicht an dicht in das Silicium zu schreiben, als ein paar große Blechteile zurechtzubiegen. Und außerdem benötigen die winzigen Strukturen eben jenes hochreine Ausgangsmaterial – einfaches Silicium ließe sich beispielsweise mit knapp einem Zweihundertstel der Energie gewinnen.
Damit möchte Williams den Mikrochip jedoch nicht grundsätzlich verteufeln. Schließlich ist der Materialbedarf an Silicium zur Herstellung der elektronischen Bauelemente nicht sonderlich groß, und ihr Stromverbrauch im Betrieb nimmt sich wesentlich geringer aus als ein vergleichbarer Stromkreis im Großen. Um umweltfreundlichere Chips zu produzieren, wäre es in Zukunft vielleicht trotzdem wichtiger, auf den Energieverbrauch bei der Herstellung zu achten als auf den ständigen Verbrauch.
Und schließlich gibt es da ja noch einen Rohstoff, dessen man sich bei der Herstellung ebenfalls kräftig bedient: Wasser. Wie hoch jedoch die Umweltkosten aufgrund dieses Verbrauchs anzusetzen sind, ist längst nicht klar.
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