#tsmc

Suite de la brochure et du livre « Le téléphone portable, gadget de destruction massive » parus il y a 15 ans au début des années 2000.

Article très très informatif, sans aucune insulte (contrairement à ce que laissait penser l’intro, juste pour faire chier). Ça mériterait même un #toctoc @rezo peut-être.

A l’instar de Thierry Breton, l’actuel commissaire européen au numérique, de passage le 21 juillet 2021, nos personnalités ne manquent jamais de célébrer « un écosystème impressionnant » - entendez la liaison recherche-université-industrie-pouvoirs publics. Tous feignent d’ignorer le fondement matériel de cet écosystème : les matières premières. Comme si la vie virtuelle qu’ils promeuvent fonctionnait hors de la réalité matérielle. Il leur suffirait pourtant de se rendre à 35 km de là, à Livet-et-Gavet dans la vallée de la Romanche, où FerroPem produit du silicium métal. Mais le décor se prête moins aux photos publicitaires.

La vie connectée des Smartiens dépend des semi-conducteurs. Sans eux, plus un véhicule ne roule, plus un hôpital n’accueille de patients, plus une ampoule ne s’allume, plus une information ni un touitte ne circule. Tout s’arrête. Comme son nom l’indique, un semi-conducteur est un élément ou un composé chimique qui peut conduire l’électricité dans certaines conditions et non dans d’autres. On peut donc en faire un interrupteur marche/arrêt, utile pour effectuer des calculs. C’est le fondement de l’informatique. Le silicium est le plus utilisé pour la fabrication des puces électroniques, pour ses propriétés semi-conductrices et son abondance. Mais l’industrie microélectronique utilise aussi le germanium, l’arséniure de gallium, le carbure de silicium et récemment le nitrure de gallium.

[…]

En 2017, 35 à 40 milliards de tonnes de matériaux silicatés ont été extraits du sol, soit trois fois plus que tous les combustibles fossiles.

[…]

On ignore quelles sont les réserves mondiales de quartz, mais les carriers français (Colas, Imerys) promettent d’assurer « plusieurs décennies » au niveau de production de 2019, grâce aux trous creusés dans l’Allier, la Dordogne, le Lot5. D’ici là, les ingénieurs trouveront bien d’autres matériaux à extraire sous terre et sous mer.

Pour produire des objets connectés, de l’« énergie renouvelable » solaire et des véhicules « propres », il faut défoncer la Terre avec des engins lourds, de la dynamite, du gasoil et beaucoup de poussière. Les particules nanoscopiques de silice rongent les poumons des mineurs. La silice, cancérogène reconnu, provoque la silicose comme le charbon. Mais pas de nostalgie minière, il faut mourir avec son temps.

[…]

Deuxième phase du processus : la transformation de la silice en silicium métal. Le matériau s’obtient par carboréduction, en ajoutant du carbone (bois, charbon, houille) au silicium.

[…]

Selon les experts, la production de silicium métal engloutit en moyenne 11 mégawatts/heure (11 000 kWh) par tonne de produit fini9. Pour parler clair, les trois fours de Livet-et-Gavet consomment chaque année l’équivalent électrique d’une ville de 150 000 habitants (comme Grenoble intra muros).

[…]

Lecteurs de Lorraine ou du Pas-de-Calais, vous vous interrogez : pourquoi avoir installé une usine métallurgique dans une étroite vallée aux portes de l’Oisans, encaissée entre les massifs de Belledonne et du Taillefer, loin de toute zone d’activité ? A cause des ressources naturelles - naturellement. Matière et énergie. Rien ne sort de rien.

La Romanche, torrent de montagne, attire les industriels dès la fin du XIXe siècle, quand Aristide Bergès développe la Houille blanche dans une vallée proche16. Elle est rapidement jalonnée de barrages et de six centrales. L’électricité alimente les premières usines électrochimiques et le tramway qui dessert dès 1893 ce couloir de 14 km de long. Le bois des forêts attire aussi les métallurgistes. La guerre de 1914-18 donne un coup d’accélérateur à l’industrie locale, grâce aux marchés passés avec l’artillerie pour fournir des obus au front. A partir de la moitié du XXe siècle, Péchiney exploite le site des Clavaux, empoisonnant bêtes et forêts de ses rejets de fluor.

[…]

En 2020, EDF inaugure à Livet-et-Gavet une nouvelle centrale, creusée dans la montagne, après le plus gros chantier hydroélectrique d’Europe mené durant 10 ans. L’installation, liée à un nouveau barrage et une prise d’eau, remplace les anciennes et doit produire l’équivalent de la consommation annuelle de 230 000 habitants (560 GWh). Une ligne à haute tension de 63 000 volts relie la centrale au site des Clavaux. Voilà pourquoi FerroPem produit du silicium métal ici.

Mais on peut faire la même chose ailleurs, et pour moins cher. La Chine produit 70 % du silicium métal mondial (2,2 millions de tonnes par an), dans le Yunnan, le Sichuan et désormais surtout dans le Xinjiang. Sa part dans la production mondiale a plus que doublé en 20 ans, grâce à ses ressources en quartz et à la hausse de sa production d’électricité. Elle répond ainsi à sa demande intérieure et exporte massivement. L’électricité est fournie par les barrages et les centrales à charbon qui empoisonnent la population des « villes-cancer ». Quant à la main d’œuvre, notamment les Ouïgours, elle vaut cher mais ne coûte rien.

C’est de Chine que vient la pénurie en cette fin 2021. Le gouvernement restreint les approvisionnements des usines en électricité, à la fois pour réduire ses émissions de gaz à effet de serre, et en raison du manque d’eau des centrales hydroélectriques dû à la sécheresse. Effet immédiat : chute de la production du silicium métal, dont le prix augmente de 300 % en deux mois. Rappel à la réalité pour ceux qui prétendent que la « transition numérique » économise l’énergie. Pour baisser la consommation d’électricité, il faut arrêter les usines. CQFD.

[…]

Étape suivante vers la production des puces : le raffinage du silicium métal en polysilicium. Le polysilicium sert aussi pour l’industrie photovoltaïque, et les trois-quarts de la production se
font en Chine - notamment dans le Xinjiang et la Mongolie intérieure.

[…]

On produit le plus souvent le polysilicium suivant le procédé Siemens. Transformez d’abord le silicium métal en gaz trichlorosilane par réaction avec du chlorure d’hydrogène à 300 °. Puis prenez une cloche de confinement de 2 mètres de haut et placez-y des tiges de silicium très pur de 10 mm d’épaisseur. Chauffez les tiges à 1100°. Introduisez le gaz trichlorosilane avec de l’hydrogène dans la cloche-réacteur. Le trichlorosilane se redécompose alors en chlorure d’hydrogène et en atomes de silicium qui se déposent sur les tiges à la vitesse d’un millimètre par heure19. Le rendement est désastreux, mais la transition écolo-numérique le vaut bien.

Ce n’est pas fini. Il faut maintenant fondre le polysilicium en lingots de silicium monocristallin ultra pur pour l’industrie électronique. On le fait aussi en Chine, bien sûr, d’autant que le plan « Made in China 2025 » exige d’augmenter les capacités de production de l’industrie microélectronique nationale. Plus on descend dans l’affinage du silicium pour se rapprocher des semi-conducteurs, plus le produit devient stratégique. Un très gros producteur se trouve à Singapour : Globalwafers a même racheté l’Américain MEMC, autrement dit Monsanto Electronic Materials Company. Monsanto n’a pas toujours fabriqué que du glyphosate. Les Américains ont encore des usines, telle celle de SVM (Silicon Valley Microelectronics) en Californie. En Europe, l’Allemagne compte les groupes Wacker Siltronic ou Rohm, partenaire de STMicroelectronics.

Pour obtenir du silicium monocristallin, nous utilisons cette fois la méthode de Czochralski, avec son four sous atmosphère d’argon à 1450°. Plongez un germe de silicium monocristallin dans du silicium liquide et étirez trrrrès lentement (0,4 à 3 mm par minute) en tournant. Comptez 30 heures pour un lingot de 30 à 100 kg, de diamètre 200 ou 300 mm.

C’est en découpant ces lingots cylindriques en tranches de 1 à 2 mm d’épaisseur qu’on obtient les fameux « wafers », en français les plaquettes de silicium sur lesquelles seront gravés les circuits électroniques.

Résumons. La « transition écologique » promise par le numérique, le tout électrique et le photovoltaïque exige beaucoup d’électricité. Selon le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), l’affinage du silicium en polysilicium consomme 150 MWh par tonne de produit fini. La transformation du polysilicium en lingot monocristallin, 31 MWh par tonne. Enfin, la découpe des plaquettes, 42,5 MWh par tonne. Voilà pour les économies d’énergie.

Du côté de la matière, il faut 7,14 tonnes de quartz pour une tonne de silicium monocristallin. Et la découpe de celui-ci en tranches produit des déchets de sciage (le « kerf ») perdus pour les puces, estimés à 40 % du lingot. Mais on ne rebouche pas les carrières avec. Quant aux produits chimiques utilisés tout au long du procédé, la filière est pudique à ce sujet. Difficile d’en établir une liste précise et quantifiée. Le CNRS donnait en 2010 le chiffre de 280 kg de produits chimiques par kilo de silicium produit (acides, ammoniaque, chlore, acétone, etc.).

[…]

Les ingénieurs parviendront peut-être à maintenir un mode de vie techno-consommateur sans émission de carbone (quid du méthane, autre gaz à effet de serre ?), avec une hausse des températures limitée à 2°, c’est-à-dire des catastrophes climatiques en chaîne, tout de même. Ce sera au prix d’une Terre dévastée par la production énergétique propre. Des millions d’éoliennes à perte de vue, sur terre et en mer, des océans de panneaux solaires, des installations électriques partout. Quant aux barrages alpins, à la vitesse où fondent les glaciers, qui peut garantir que l’eau y sera suffisante ? La Romanche coulera-t-elle aussi impétueusement dans les périodes de sécheresse de la vertueuse économie décarbonée ?

Votre voiture électrique n’émet certes pas de CO2 et votre smartphone vous économise des déplacements, mais la société numérique et automobile dévore les ressources naturelles – matière et énergie – qui nous permettent de vivre. Un détail. Et on ne vous parle pas de la faune, de la flore et des paysages - pas de sensiblerie.

[…]

Nous avons détaillé les risques, les pollutions, la consommation indécente d’eau et d’électricité du site crollois à maintes reprises depuis 2003. Outre la matière grise des ingénieurs locaux, c’est l’eau des massifs alpins et leur production électrique qui justifient l’implantation de ces usines high tech dans le Grésivaudan. Pour rappel, la fourniture d’eau aux usines microélectroniques y est par contrat prioritaire sur les autres usages, quelle que soit la température extérieure.

A l’usine de STMicroelectronics, les tranches de silicium sont gravées - les plus fines gravures atteignent aujourd’hui 28 nanomètres - pour produire 10 millions de puces par jour. Le processus exige des produits toxiques tels que phosphine (hydrogène phosphoré), thilane ou arsine (mélange hydrogène - arsenic), les « gaz de combat » dont s’était vanté un salarié lors d’une visite.

[…]

Le Taïwanais est aussi consommateur d’énergie et d’eau que STMicroelectronics. Il engloutit 156 000 tonnes d’eau par jour et se fait approvisionner par camions dans les périodes de sécheresse. Ne le répétez pas aux paysans.

TSMC fournit les électroniciens américains, dont Apple qui dispose d’une usine dédiée de 10 milliards de dollars à Taïwan. Qu’en pense l’État chinois ? Allez savoir. Tous les smartphones chinois marchent avec des puces conçues en Amérique et produites à Taïwan (ou en Corée du sud). Mais Taïwan, comme tout le monde, dépend de la Chine pour le silicium métal. L’interconnexion des chaînes de production résistera-t-elle aux tensions sino- américaines ?

[…]

Admirez l’embrouille. Le technocrate se cantonne aux émissions carbone pour dissimuler l’entropie de la matière et de l’énergie, et se réjouit d’amplifier le désastre. Combien de millions de tonnes de quartz, de bois, de charbon, de produits chimiques, combien de millions de mètres cubes d’eau, de millions de mégawatts engloutis, combien de forêts et de sols dévastés, de rivières polluées, de réacteurs nucléaires et de barrages hydroélectriques mobilisés pour ces « 2,5 fois plus de substrats à l’horizon 2026 » et pour leurs usages dans des bagnoles « propres », des smartphones, les infrastructures de la smart city connectées par la 5G ?

[…]

Voici notre matériau en bout de course, une fois l’objet qu’il rendait « intelligent » devenu obsolète, c’est-à-dire rapidement. Vous jetez votre smartphone tous les deux ou trois ans, selon une étude récente de l’Arcep, l’agence de régulation des télécommunications. C’est devenu un lieu commun depuis que nous l’avons exposé en 2005, mais les déchets électroniques débordent des poubelles, et le recyclage promis alors n’est pas au rendez-vous : 53,6 millions de tonnes ont été produites en 2019, et les experts en prévoient 74,7 millions en 2030.

Ni le recyclage, ni les infrastructures de destruction « sécurisées » ne peuvent absorber une telle explosion, rapporte une étude de l’ONU. France Stratégie confirme : « Du fait de la croissance de notre consommation et du décalage temporel et spatial entre production et recyclage, le recyclage de nos équipements ne permettra jamais de couvrir l’ensemble de nos besoins ». Quant à notre silicium métal, la difficulté de l’extraire du reste des composants des appareils électroniques et le coût d’une telle opération dissuadent le recyclage. Bilan : sur les 53,6 millions de tonnes de déchets électroniques de 2019, « on ignore ce que sont devenus 82,6 % ou 44,7 millions de tonnes », reconnaît l’OMS dans un rapport le 15 juin 2021.

En fait, on s’en doute un peu. Une bonne part finissent à Guiyu dans la province chinoise du Guandong, où se trouve la plus grande décharge électronique du monde. Tellement importante qu’elle a sa propre page Wikipedia. Un autre cyber-cimetière mondial se trouve à Agbogbloshie dans la banlieue d’Accra, capitale du Ghana, où enfants et adultes brûlent les plastiques pour en extraire les métaux. Une chaîne de désassemblage bien rôdée employant 10 000 personnes, bien utile à l’Union européenne, première exportatrice de ces carcasses électroniques au Ghana. La circulation de ces déchets est pourtant interdite par la convention de Bâle depuis 1992, mais la croissance des trafics illégaux suit celle de la production et de la consommation. Les articles de presse sur les décharges Agbogbloshie et de Guiyu, ou sur le recyclage et l’incinération sauvages en Inde, se suivent et se ressemblent. Étrange impression de déjà vu, déjà écrit, il y a 15 ans. Il faut croire qu’on radote.

L’ONU évalue à 50 tonnes par an le volume de substances toxiques lâchées par ces déchets dans la nature : mercure, retardateurs de flamme bromés, cadmium, plomb, PCB, etc. Lesquelles provoquent atteintes au système nerveux, cardiovasculaire et immunitaire, aux poumons, aux reins, troubles neurologiques, cancers, diabète, parmi une liste de dommages plus longue que celle de vos followers sur Twitter.

Les décharges électroniques contaminent l’eau, l’air, les sols et les habitants. Le dernier rapport de l’OMS alerte sur « un tsunami de déchets électroniques » qui « affectent la santé de millions d’enfants », recensant plus 1000 substances nocives dégagées par les décharges. « "Un enfant qui mange un seul œuf de poule d’Agbogbloshie absorbe 200 fois plus de dioxines que la limite journalière fixée par l’Autorité européenne de sécurité des aliments", avertit Marie-Noël Bruné Drisse, responsable du département environnement et santé infantile à l’OMS. »

Curieusement, nul gouvernement n’a déclaré d’état d’urgence sanitaire pour stopper les maladies provoquées par ces poisons. Mais quoi, « c’est à ce prix, dit le gosse du Ghana, que vous avez des smartphones en Europe ».

#silicium #informatique #numérique #numérisation #informatisation #électronique #Grenoble #STMicroelectronics #TSMC #téléphone_portable #téléphone_mobile #5G #extractivisme #pollution #écologie #santé #industrie_minière #eau #énergie #électricité #critique_techno #anti-industriel