📄 earth_science

Production-network embedding and embodied carbon–energy footprints in semiconductor supply chains: An MRIO scenario analysis of Taiwan, Japan, and the United States

تكشف هذه الدراسة، باستخدام تحليل المدخلات والمخرجات متعدد المناطق لتايوان واليابان والولايات المتحدة، أن بصمات الكربون والطاقة المتضمنة في سلاسل توريد أشباه الموصلات مدفوعة بشكل أساسي بالاندماج في شبكة الإنتاج في مراحل المنبع، وليس بالكفاءة المباشرة أو مزيج الكهرباء في موقع التصنيع المضيف.

المؤلفون الأصليون: Takuya Shimamura, Shunsuke Managi

نُشر 2026-08-19

📖 4 دقيقة قراءة☕ قراءة في استراحة قهوة

CC BY 4.0

المؤلفون الأصليون: Takuya Shimamura, Shunsuke Managi

البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل

عندما نشتري هاتفًا ذكيًا أو حاسوبًا، غالبًا ما نفكر في الجهاز نفسه، لكن قصة إنتاجه تبدأ قبل وقت طويل من وصوله إلى رفوف المتاجر. تبدأ القصة بشبكة واسعة وغير مرئية من المصانع والمناجم ومحطات الطاقة التي تعمل معًا لتحويل المواد الخام إلى الرقائق الصغيرة التي تجعل الحياة الحديثة ممكنة. تُعرف هذه الشبكة باسم سلسلة التوريد. لعقود من الزمن، اعتمد العالم بشكل كبير على مكان محدد لبناء هذه الرقائق: تايوان. ومع ذلك، ومع تصاعد التوترات العالمية وسعي الدول لجعل سلاسل التوريد الخاصة بها أكثر أمانًا، هناك توجه متزايد لنقل هذا الإنتاج إلى دول أخرى مثل اليابان والولايات المتحدة. السؤال الكبير لصناع السياسات والبيئيين بسيط: إذا نقلنا المصانع، هل تنخفض التكلفة البيئية لصنع هذه الرقائق، أم تظل كما هي؟ الإجابة ليست بالوضوح الذي يبدو عليه الأمر، لأن الأثر البيئي للمنتج لا يعتمد فقط على المصنع الذي يصنعه، بل على الشبكة الكاملة من الموردين الذين يغذونه.

وضع فريق من الباحثين في جامعة كيوشو حداً لهذا التساؤل من خلال النظر في تكاليف الطاقة والكربون الخفية المضمنة في إنتاج أشباه الموصلات. لم يقوموا ببناء مصانع جديدة أو إجراء تجارب فيزيائية، بل استخدموا نموذجًا حاسوبيًا قويًا يرسم مسار تدفق الأموال والسلع بين مختلف الصناعات عبر العالم. سمح لهم هذا النموذج بمقارنة شبكة الإنتاج الفعلية في تايوان مع شبكات الإنتاج الموجودة في اليابان والولايات المتحدة. طرحوا سؤالًا محددًا من نوع "ماذا لو": إذا تم إنتاج نفس قيمة أشباه الموصلات المنتجة في تايوان باستخدام سلاسل التوريد الموجودة في اليابان أو الولايات المتحدة، فكم ستكون كمية الكربون والطاقة المطلوبة أقل؟ كان هدفهم هو فهم ما إذا كان موقع المصنع هو الأكثر أهمية، أم أن الشبكة الخفية من الموردين خلف المصنع هي التي تقود حقًا البصمة البيئية.

وجد الباحثون أن الإجابة تكمن في أعماق تلك الشبكة غير المرئية. فعندما قاموا بمحاكاة نقل الإنتاج إلى اليابان أو الولايات المتحدة باستخدام سلاسل التوريد الموجودة في تلك البلدان، كانت النتائج دراماتيكية. إن كمية ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بصنع هذه الرقائق ستنخفض بنسبة تقرب من 89 بالمائة في اليابان وبنسبة تقرب من 94 بالمائة في الولايات المتحدة مقارنة بالوضع الحالي في تايوان. وبالمثل، فإن الطاقة المطلوبة لإنتاج نفس قيمة الرقائق ستنخفض بأكثر من 96 بالمائة في اليابان وأكثر من 97 بالمائة في الولايات المتحدة. هذه الأرقام ليست تعديلات طفيفة؛ بل تمثل تحولًا هائلًا في الأثر البيئي. ومع ذلك، توضح الدراسة أن هذه ليست توقعات بأن نقل مصنع واحد سيحقق هذه الوفورات تلقائيًا، بل هي توضح الفرق بين شبكة موردين محددة في تايوان والشبكات المختلفة في اليابان والولايات المتحدة.

لفهم سبب ضخامة هذه الوفورات، قام الباحثون بتفكيك الأرقام لمعرفة مصدر الانبعاثات بدقة. واكتشفوا أنه في تايوان، لا تنتج البصمة الكربونية العالية عن عدم كفاءة مصانع الرقائق نفسها، بل عن الكهرباء والصناعات الثقية التي تمدها. ففي تايوان، تعتبر شبكة الكهرباء والصناعات الثقيلة المحلية التي توفر المواد كثيفة الكربون للغاية. وعندما حاول الباحثون عزل مصنع الرقائق وحده واستبدال مصدر الكهرباء فقط، كانت الوفورات أصغر بكثير، حيث خفضت البصمة الكربونية بنسبة 20 إلى 23 بالمائة فقط. كشف هذا أن الفرق الهائل المشاهد في المحاكاة الكاملة يأتي من الشبكة الكاملة في مرحلة التوريد (upstream). فالموردون في اليابان والولايات المتحدة مدمجون في هيكل اقتصادي مختلف هو بطبيعته أقل كثافة كربونية، حتى قبل النظر إلى مصنع الرقائق المحدد.

كما بحثت الدراسة فيما إذا كانت هذه الوفورات مجرد وهم ناتج عن كيفية احتساب البيانات. فقد تحققوا من أن النتائج لا تخفي انبعاثات في فئات غامضة أو حسابات "متبقية". أظهرت البيانات أن الانبعاثات في تايوان تتركز في قطاعات حقيقية ومحددة مثل الكهرباء والصناعة الثقيلة، بينما جاءت الانبعاثات الأقل في اليابان والولايات المتحدة من مزيج مختلف تمامًا من الموردين. في الواقع، يعتمد قطاع أشباه الموصلات في الولايات المتحدة بشكل أكبر على موردين أجانب لمواده، في حين أن القطاع التايواني متكامل بعمق مع صناعاته الثقيلة المحلية. هذا الاختلاف الهيكلي هو المحرك الرئيسي للفجوة البيئية. كما لاحظ الباحثون أن مجرد جعل الكهرباء أنظف في البلدان المضيفة لن يكون كافيًا لتفسير الانخفاض الهائل في الانبعاثات؛ فبناء سلسلة التوريد بأكملها يهم أكثر من مجرد مصدر الطاقة.

في نهاية المطاف، تشير هذه الدراسة إلى أن العواقب البيئية لنقل إنتاج أشباه الموصلات ترتبط أقل بالموقع الفعلي للمصنع وبأكثر من ارتباطها بشبكة الإنتاج التي يوضع فيها. فإذا قامت دولة ما ببناء مصانع رقائق جديدة ولكنها ربطتها بسلسة توريد تشبه سلسلة التواجد في تايوان — أي بالاعتماد على نفس الأنواع من الكهرباء والصناعات الثقيلة كثيفة الكربون — فإن الفوائد البيئية ستكون أقل بكثير مما تشير إليه عمليات المحاكاة. لا تدعي الدراسة أن نقل الإنتاج هو حل مضمون، كما أنها لا تقيس عوامل أخرى مثل استخدام المياه أو الأثر الاجتماعي على العمال. بدلاً من ذلك، فهي تقدم خريطة واضحة للتكاليف الخفية. إنها تظهر أنه بالنسبة للدول التي تخطط لتنويع سلاسل التوريد الخاصة بها لأسباب أمنية، فإن الخطوة الأكثر أهمية ليست مجرد بناء المصنع، بل فهم وإعادة تشكيل شبكة الموردين الكاملة التي ستغذيه. فبدون تغيير تلك الشبكة، قد تظل المكاسب البيئية لعملية إعادة التوطين بعيدة المنال.

أبحاث مشابهة