半導体分野におけるカーボンニュートラルへのアプローチについて解説

2022.01.31(Mon)

半導体

半導体分野におけるカーボンニュートラルへのアプローチについて解説

地球温暖化の問題が取りざたされることも増え、世界的にも様々な取り組みが進められています。日本でも「カーボンニュートラル」の宣言が出され、具体的な数値目標も掲げられました。そして、このカーボンニュートラルは半導体分野にも大きく関わるもので、政府も具体的戦略の中で半導体分野への言及もしています。この記事では特に半導体に注目し、カーボンニュートラルに向けてどのようなアプローチをしていくのか、解説していきます。

カーボンニュートラルとは

「カーボンニュートラル」とは、温室効果ガス排出が全体としてゼロになる状態を指し、政府が2050年までに達成すべき目標として掲げています。温室効果ガスであるCO2（二酸化炭素）などをできるだけ出さないようにすることでカーボンニュートラルに近づけるのです。

ただ、「全体としてゼロ」という点には注意が必要です。排出そのものをゼロにするのは困難であるため、CO2等を除去する仕組みも活用しつつ、プラスマイナスゼロに持っていくことを目指しています。また、人為的な発生ではない温室効果ガスに関してもここでは扱われません。

温室効果ガスの削減を目指す理由

温室効果ガスを全体としてゼロにしようと目指す理由は、「気候危機の回避」にあります。地球温暖化が危惧され始めて久しいですが、近年の調査により、世界的に工業化が進む前と比べて世界の平均気温が上昇していることが明らかになっており、今後もさらに気温上昇があると予測されています。

世界の様々な場所で気象災害も発生。すべての因果関係を明らかにすることは難しいですが、温室効果ガスの影響で気候変動が生じ、結果として社会への影響も出てくると指摘されています。そこで、こうした気候危機を回避すべく、カーボンニュートラルに向けた取り組みが注目を集めているのです。

カーボンニュートラルとグリーン成長戦略

政府は2020年に「2050年カーボンニュートラル」を宣言し、2021年には「カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」（https://www.meti.go.jp/policy/energy_environment/global_warming/ggs/pdf/green_honbun.pdf）として具体的な取り組み内容等をまとめています。

例えば以下のような取り組みが重要と示されています。

省エネの徹底

脱炭素化された電力による電化

脱炭素化が困難な領域への炭素除去対応

再生可能エネルギーの最大限導入

原子力の活用

火力発電比率の引き下げ

こうして2030年には、2013年との比較で温室効果ガスを46%削減するとの目標も掲げられています。しかしながら、経済成長との兼ね合いも考慮しなければなりません。

そこで産業構造や社会経済に変革をもたらし、経済と環境の好循環を作る「グリーン成長戦略」という産業政策が策定されました。グリーン成長戦略においてはデジタルインフラが重要視されており、そのためにも半導体やITの分野の育成が必要とされています。

半導体分野におけるカーボンニュートラルへのアプローチ

「カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」では多様な領域での取り組み内容等が挙げられていますが、ここでは特に半導体分野に絞って紹介していきます。なお、カーボンニュートラルはあらゆる分野のデジタル化がその基礎にあるとされ、デジタル化の基盤である半導体産業および情報通信産業は単なる1つの領域ではなく、グリーンとデジタルを進める鍵となる存在と捉えられています。

デジタル機器の省エネとグリーン化

半導体産業に関しては「デジタル機器等の省エネとグリーン化」が1つのアプローチとして挙げられています。グリーン化の実現でCO2の排出は減りますが、一方でグリーン化のためのデジタル化が進めばデジタル機器による消費電力が増加し、CO2排出が増えると予見されています。

実際、データセンターの中には、火力発電の発電量に匹敵する電力消費を有するものもあります。そこで、デジタル機器の省エネ化、再生可能エネルギー利活用による省CO2化の促進が重要なのです。そのためにも、パワー半導体やメモリなどの半導体、情報通信インフラ、データセンター等の高性能化に向けた取り組みが欠かせません。

例えばパワー半導体に関して「従来のSiパワー半導体の高性能化」「次世代パワー半導体の実用化」が挙げられています。次世代パワー半導体とは、GaNやSiC、Ga2O3等を用いた高効率パワー半導体のことで、実用化に向けた研究開発の支援、さらに導入促進に向けた支援なども実施するとあります。