Tillverkning av halvledarkretsar är något av det mest miljöbelastande man kan ägna sig åt. Att använda kretsarna är ännu värre. Det visar en undersökning som gjorts av Ericsson Radio.

För att framställa en integrerad krets på en fyratums kiselskiva förbrukar Ericsson Components fabrik i Kista hundra liter vatten, 740 gram svavelsyra, 67,3 kilo kvävgas och 195 kWh elkraft.

- Så vitt jag vet är vi först i världen med en så noggrann undersökning, säger Arne Tolvgård på Ericsson Radio som är projektledare för utvecklingen av mikrobyggsätt och huvudansvarig för miljöundersökningen.

En tidigare undersökning om radiobasstationerna pekade på att kretsarna utgjorde en stor del av miljöbelastningen vid tillverkningen. Därför ville Ericsson Radio titta lite närmare på vad som händer hos grannen, Ericsson Components.

- Vi tycker att det är bättre att vi tvättar vår smutsiga byk själva än att någon annan tvingar oss, säger Arne Tolvgård.

Undersökningen är utförd av Jens Malmodin som samlat en mängd siffror bland annat från Ericsson Components miljörapport från 1994. Siffrorna har använts i en livscykelanalys, där man försöker täcka produktens livscykel från råvaruuttag till återvinning eller deponi.

Slutsatserna från miljöanalysen ska förhoppningsvis leda till miljövänligare byggsätt. Det har bland annat visat sig att det finns goda miljöskäl för att montera okapslade chips på keramiska substrat.



Svårt att jämföra


Värderingen av miljöbelastningen har gjorts enligt EPS-modellen som utvecklats av Volvo, se Elektroniktidningen nummer 5/1995. EPS mäter miljöbelastningen i ELU, Environmental Load Unit, som ska göra det möjligt att jämföra olika sorters miljöbelastningar. Till exempel kan koldioxidutsläppens miljöpåverkan jämföras med utsläpp av kemikalier och så vidare.

En slutsats av Jens Malmodins arbete blev att tillverkning av halvledarkretsar är något av det mest miljöbelastande man kan företa sig, i alla fall räknat per kilogram. Någon direkt jämförelse mellan ELU-tal går dock inte att göra, eftersom Jens Malmodin valt ett något annorlunda synsätt än den vanliga EPS- modellen.

Att miljöbelastningen blir stor framgår ändå tydligt av följande: antag att all elenergi som förbrukas vid framställningen av komponenterna på ett kiselchips kommer från kärnkraft. I så fall blir vikten av det radioaktiva avfallet större än vikten av kiselkristallen.

- Men att jämföra per kilogram är inte rättvist. En mikrokrets som styr en industriell process kan ge en flerdubbel miljövinst, säger Jens Malmodin.



Kapslingen värst


Ändå är det inte själva kretstillverkningen som ger störst miljöbelastning vid produktionen av en vanlig integrerad krets, utan kapslingen. Här tillsätts nämligen bromerade flamskyddsmedel som är ett av de mer bekymmersamma ämnena.

Framställningen av kretsarna på kiselskivan är det näst mest miljöbelastande steget vid tillverkning. Största andelen står diffusionsugnarna för. De är eldrivna och igång dygnet runt, med en temperatur mellan 800 och 1 200 grader Celsius. Om man tar hänsyn till att svensk elkraft används, som till stor del utgörs av vattenkraft, så sjunker ugnarnas miljöbelastning betydligt.

Grundorsaken till att kretstillverkning kräver så stora miljöresurser är de höga kraven på renhet hos de använda materialen. Att spara material är alltså att spara miljö.

Stor nytta gör också konstruktörer och produktionspersonal. Bättre processutfall ger till exempel minskad miljöbelastning per fungerande krets. De kretsar som kasseras drar ju lika mycket resurser per kilogram som de fungerande men oändligt mycket per funktion.

Konstruktörernas strävan att göra kretsarna mer kompakta är också en miljövinst, om än inte räknat per kilogram. Tidigare undersökningar har nämligen mycket tydligt visat att kompaktare, mer integrerade kretsar ger apparater med mindre miljöbelastning även om belastningen per krets ökar.

Radiobasstationerna för mobiltelefonin har till exempel minskat i vikt från 250 kg 1991 till 50 kg idag bland annat beroende på att asic-kretsar använts. På samma gång har miljöbelastningen minskat mellan tre och fyra gånger enligt den tidigare undersökningen. Med kompaktare kretsar följer även möjlighet att sänka spänningen, vilket ger en miljövinst genom att effektförbrukningen minskar.

Men mest betyder alltså användaren. Energiförbrukningen står för ungefär 70 procent av miljöbelastningen för en standardkrets och 80 procent för asic-krets, enligt genomsnittliga siffror för Ericssons produkter.

Kerstin Lundell