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Aus den USA: Energie-Effizienz über die gesamte Halbleiter-Wertschöpfungskette Was ist Energy Efficiency Scaling over 2 Decades – EES2?

Von Manuel Masiero 2 min Lesedauer

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Die vom US-Energieministerium ins Leben gerufene Initiative „Energy Efficiency Scaling over 2 Decades“, kurz EES2, verfolgt ein ambitioniertes Ziel: Bis zum Jahr 2030 soll die Energie-Effizienz von Halbleiteranwendungen um das 1000-fache gesteigert werden.

Durch die Zusammenarbeit mit Interessenvertretern aus Industrie, Wissenschaft und Regierung will die EES2-Initiative die Energie-Effizienz an jedem Punkt der Halbleiter-Wertschöpfungskette verbessern.(Bild: frei lizenziert / Pixabay)
Durch die Zusammenarbeit mit Interessenvertretern aus Industrie, Wissenschaft und Regierung will die EES2-Initiative die Energie-Effizienz an jedem Punkt der Halbleiter-Wertschöpfungskette verbessern.
(Bild: frei lizenziert / Pixabay)

Smartphones, Computer, Solarzelle, Elektrofahrzeuge und viele andere Produkte – ohne Halbleiter funktioniert in der Weltwirtschaft nichts. Um die Versorgungssicherheit und Wettbewerbsfähigkeit ihrer heimischen Industrien zu erhöhen, haben deshalb beispielsweise die USA mit dem 2022 verabschiedeten „CHIPS and Science Act“ sowie die EU mit dem Ende 2023 in Kraft getretenen europäischen Chip-Gesetz entsprechende Regularien geschaffen.

Halbleiteranwendungen sind heute die am schnellsten wachsenden Stromverbraucher. Laut dem US-Energieministerium hat sich der Gesamtenergieverbrauch von Halbleitern seit 2010 alle drei Jahre verdoppelt. Hält dieser Anstieg an, könnten Halbleiter im Jahr 2030 fast 20 Prozent der weltweiten Energieproduktion verbrauchen. Das Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) schätzt, dass sich die mit Halbleitern verbundenen Treibhausgasemissionen im gleichen Zeitraum vervierfachen würden.

20-jährige Roadmap

Um diesen Trends entgegenzusteuern und den USA gleichzeitig den Weg zu einer nachhaltigen und emissionsfreien Wirtschaft zu ebnen, hat das US-Energieministerium (DOE) deshalb im Jahr 2022 die nationale Initiative „Energy Efficiency Scaling for 2 Decades“ (EES2) ins Leben gerufen. Ihr ambitioniertes Ziel: Unterstützt durch EES2 soll die Energie-Effizienz von Halbleiteranwendungen in den nächsten zwei Jahrzehnten um das 1000-fache steigen.

Die EES2-Verpflichtung baut auf einer 20-jährigen Roadmap auf, die vom Advanced Manufacturing Office (AMO) des US-Energieministeriums geleitet wird und auf der Analyse US-amerikanischer Produktionslieferketten basiert. Die Roadmap enthält Kennzahlen und Empfehlungen zur Steuerung der Forschung und Entwicklung der US-Halbleiterindustrie, um deren Energie-Effizienz zu steigern.

EES2 legt mehrere Prioritäten für die US-amerikanische Halbleiterindustrie fest, darunter

  • die Reduzierung des Energieverbrauchs von Halbleitern auf Material-, Geräte-, Schaltkreis- und Architekturebene,
  • neue Technologie-Investitionen, die durch den CHIPS and Science Act finanziert werden,
  • eine deutliche Vergrößerung des Pools an MINT-Studenten und damit eine wachsende Anzahl künftiger Arbeitgeber und -nehmer, die sich für fortschrittliche Halbleitertechnologie begeistern.

Zum Stand April 2024 sind mittlerweile mehr als 60 Organisationen der EE2-Allianz beigetreten und haben sich freiwillig dazu verpflichtet, Halbleiteranwendungen einschließlich Rechenzentren Energie-effizienter zu gestalten. Zu den Unterzeichnern der EES2-Selbstverpflichtung zählen etwa AMD, ARM, Google, Intel, Microsoft, Micron und Synopsys sowie weitere führende US-Organisationen in Regierung, Wissenschaft und Hightech-Industrie.

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