台湾集中了全球近三分之二的晶圆代工产能,其中台积电凭借先进工艺占据主导地位。这种产能集中化使全球芯片供应链面临潜在风险,尤其台湾地震、台风频发,2016年南台湾地震曾导致台积电损失24亿新台币。然而,缺水缺电对芯片生产的影响更为严峻。
晶圆制造高耗水工艺对水资源需求极高,生产一部手机需消耗10吨水,其中7吨用于芯片制造。超纯水制备需求高,1.5吨自来水仅能产出1吨超纯水,且先进工艺清洗步骤倍增,例如22纳米工艺需210次清洗步骤。台积电若不重复利用,年耗水量将达160亿吨,远超台湾最大湖泊日月潭的蓄水量。
通过废水回收利用率提升至86%,台积电2021年总用水量降至8267万吨,单位晶圆耗水量同比下降7%。但2纳米新厂投产后,日用水量将新增12万吨。晶圆厂用水效率优化成为关键,例如英特尔计划2030年实现淡水回收量超过消耗量。
台湾年均降雨量虽为全球三倍,但水资源短缺挑战显著,雨水时空分布不均,极端气候加剧旱情。2020年台湾遭遇56年最严重干旱,台中被迫限水并开挖水井。台积电为保生产,曾耗资8亿新台币调度水车运水。
尽管台湾面临台湾干旱加剧缺水等问题,全球晶圆厂通过技术升级可缓解压力。美国部分工厂设于干旱地区,表明提升晶圆厂用水效率优化与废水回收利用率是可行路径。