The Evolution of Sustainability Research in the Semiconductor Industry: Trends, Knowledge Structures, and Future Research Directions

Technische Samenvatting: De Evolutie van Duurzaamheidsonderzoek in de Halfgeleiderindustrie

Probleemstelling
De halfgeleiderindustrie vormt het fundament voor hedendaagse technologische innovatie, waaronder AI, telecommunicatie en hernieuwbare energie. Deze sector wordt echter gekenmerkt door hulpbronintensieve productieprocessen die gepaard gaan met hoog energieverbruik, aanzienlijk watergebruik, het gebruik van giftige chemicaliën en broeikasgasemissies. Deze factoren hebben geleid tot substantiële milieuproblemen, waaronder bijdragen aan klimaatverandering, schaarste aan hulpbronnen en vervuiling. Hoewel bedrijven steeds vaker duurzame praktijken hebben geadopteerd met betrekking tot energie-efficiëntie en koolstofreductie, blijft de specifieke impact van deze praktijken op de bedrijfsprestaties onduidelijk. Bovendien richt de bestaande literatuur zich vaak op geïsoleerde aspecten van duurzaamheid (bijv. specifieke milieubeheersingstechnieken of supply chain-vraagstukken) in plaats van een holistisch overzicht van de intellectuele en conceptuele evolutie van het vakgebied te bieden. Deze studie adresseert dit gat door de ontwikkeling van duurzaamheidsonderzoek binnen de halfgeleiderindustrie systematisch in kaart te brengen om kennisstructuren en toekomstige richtingen te identificeren.

Methodologie
Deze studie maakt gebruik van een bibliometrische analyse van 734 publicaties geïndexeerd in de Scopus-database, over de periode van 2000 tot 2026. De zoekstrategie maakte gebruik van een query die termen combineerde die gerelateerd zijn aan halfgeleiders, industrie/productie en duurzaamheid (inclusief ESG, decarbonisatie, circulaire economie en milieubeheer). De dataset werd gefilterd op Engelstalige artikelen en reviewartikelen binnen de gebieden Energie, Milieuwetenschappen en Business, Management en Accounting.

Data-opschoning omvatte het standaardiseren van auteurszoekwoorden en het verwijderen van duplicaten. De analyse werd uitgevoerd met behulp van twee primaire softwaretools: Biblioshiny (onderdeel van het Bibliometrix R-pakket) voor prestatieanalyse en VOSviewer voor wetenschappelijke mapping. Het onderzoeksframework volgde vier dimensies:

1. Prestatieanalyse: Het beoordelen van publicatietrends, auteursproductiviteit en citatie-impact.
2. Sociale Structuuranalyse: Het in kaart brengen van samenwerkingsnetwerken tussen landen, instellingen en auteurs.
3. Intellectuele Structuuranalyse: Het analyseren van auteurscitatie-netwerken, broncitatie-netwerken en citatiestructuren om de kennisbasis te identificeren.
4. Conceptuele Structuuranalyse: Het onderzoeken van trefwoordco-occurrence en dichtheid om thematische evolutie en opkomende trends te bepalen.

Belangrijkste Bijdragen en Resultaten
De studie onthult een substantiële groei in de onderzoeksoutput, met een jaarlijkse groei van 14,72%, wat wijst op een toenemende academische belangstelling voor het snijvlak van halfgeleiders en duurzaamheid.

• Geografische en Institutionele Bijdragen: China, India en de Verenigde Staten kwamen naar voren als de meest productieve bijdragers in termen van publicatievolume. China leidde ook in het totaal aantal citaties, hoewel Australië een hoge citatieprominentie vertoonde in verhouding tot zijn aantal publicaties. Prominente instellingen waren onder meer de Kunming University of Science and Technology en de Arizona State University.
• Samenwerkingsnetwerken: Sociale structuuranalyse wijst op een cultuur van samenwerking, met een gemiddelde van 4,99 co-auteurs per document en 32,15% van de papers die internationale samenwerking bevatten. Het netwerk van institutionele samenwerking lijkt echter enigszins gefragmenteerd, waarbij clusters vaak beperkt blijven tot individuele onderzoeksteams in plaats van geïntegreerde wereldwijde netwerken.
• Intellectuele Fundamenten: Co-citatieanalyse identificeerde belangrijke kennisstromen geworteld in milieuduurzaamheid, energiesystemen, duurzame productie en materiaalkunde. Tijdschriften zoals de Journal of Cleaner Production, Sustainability en ACS Sustainable Chemistry and Engineering vormen de kern van het intellectuele netwerk.
• Conceptuele Thema's: Trefwoordanalyse identificeerde drie dominante onderzoekclusters:
  1. Duurzame Productie: Gericht op decarbonisatie, supply chain management en milieuprestaties.
  2. Circulaire Economie: Centraal staat recycling, e-waste beheer, hulpbronnenherstel en afvalwaterzuivering.
  3. Technologie en Milieutoepassingen: Betrokken bij geavanceerde materialen (bijv. ZnO, nanocomposieten, perovskieten) voor toepassingen in fotokatalyse, waterstofproductie en zonne-energie.
• Thematische Evolutie: Trendanalyse laat een verschuiving zien van vroege thema's zoals strategische planning en fotovoltaïsche effecten naar complexere duurzaamheidsgebaseerde thema's. Recente jaren (2022–2026) benadrukken opkomende onderwerpen zoals de circulaire economie, gelaagde halfgeleiders, waterstofevolutiereacties en risicobeoordeling.

Betekenis en Implicaties
Het artikel beweert een uitgebreid bibliometrisch overzicht te bieden dat prestatie-, sociale, intellectuele en conceptuele structuuranalyses integreert, waardoor een fundamentele kaart wordt geboden voor toekomstig onderzoek en beleidsontwikkeling in deze sector.

• Theoretische Betekenis: De studie toont aan dat het veld is geëvolueerd van een puur technologiegericht domein naar een multidisciplinair veld dat ESG, decarbonisatie en duurzaam supply chain management omvat. Het biedt een gestructureerd begrip van de intellectuele en sociale netwerken die ten grondslag liggen aan duurzaamheid in hoogwaardige industrieën.
• Praktische Betekenis: De bevindingen bieden bruikbare inzichten voor onderzoekers, professionals uit de sector en beleidsmakers. Door sleutelthema's zoals energie-efficiëntie, circulaire economie en ESG-governance te identificeren, suggereert de studie gebieden waar halfgeleiderbedrijven zich op kunnen richten om hun milieuprestaties te verbeteren. Het benadrukt verder de noodzaak van kruissectorale samenwerking tussen de academische wereld, de industrie en beleidsmakers om duurzame transformatie te bereiken en de Duurzame Ontwikkelingsdoelstellingen (SDG's) te ondersteunen.
• Toekomstige Onderzoeksrichtingen: De auteurs identificeren specifieke hiaten voor toekomstig onderzoek, waaronder de ontwikkeling van closed-loop productiesystemen, koolstofneutrale productiepraktijken, grensoverschrijdende studies naar duurzame supply chains, en de integratie van Kunstmatige Intelligentie (AI) en big data voor het optimaliseren van duurzaamheid en energieverbruik in de halfgeleiderproductie.

De studie erkent beperkingen, waarbij wordt opgemerkt dat de afhankelijkheid van de Scopus-database en Engelstalige publicaties relevante studies uit andere bronnen kan uitsluiten, en dat de beperkingen van de dataset bepaalde longitudinale thematische analyses beperkten. Desalniettemin stelt het een duidelijke koers voor het vakgebied vast, bewegend van operationele zorgen naar systemische duurzaamheid en de integratie van de circulaire economie.