為什么制造半導(dǎo)體需要如此多的水？

建立半導(dǎo)體工廠需要大面積的土地、大量的能源以及高精度的機(jī)械設(shè)備。由于芯片工廠的復(fù)雜性不斷增加，美國(guó)國(guó)會(huì)為提升國(guó)家的技術(shù)獨(dú)立性，已經(jīng)撥款超過500億美元用于美國(guó)國(guó)內(nèi)芯片生產(chǎn)的提升。半導(dǎo)體工廠是一個(gè)巨大的資源黑洞，數(shù)不清的資源都向其在涌入，其中水資源也是半導(dǎo)體工廠極其需要的。

清洗晶圓對(duì)水資源的高需求

盡管在提高晶圓廠產(chǎn)能的努力中，通常被忽略的是對(duì)水資源的巨大需求。例如，英特爾計(jì)劃在俄亥俄州哥倫布市附近建造一個(gè)耗資200億美元的大型工廠。當(dāng)?shù)匾延械娜齻€(gè)每天供應(yīng)1.45億加侖（約55萬立方）飲用水的水廠可能還不足以滿足英特爾未來的需求，正考慮建設(shè)第四個(gè)水廠。

半導(dǎo)體制造過程中水的主要用途在于清潔用于制造計(jì)算機(jī)芯片的硅片。晶圓的清洗至關(guān)重要，因?yàn)槿魏挝⑿〉念w粒污染都可能對(duì)芯片造成負(fù)面影響。CSET的數(shù)據(jù)顯示，一座晶圓廠每天的用水量可以和一個(gè)小城市全年的用水量相媲美。

水資源的重要性

隨著《芯片和科學(xué)法案》的實(shí)施，芯片公司正在其晶圓廠旁邊建設(shè)水處理設(shè)施，以積極響應(yīng)激勵(lì)政策。同時(shí)，希望吸引晶圓廠的城市正在分析供水系統(tǒng)可能受到的影響，并在必要時(shí)采取措施以確保供水，例如實(shí)施水循環(huán)利用基礎(chǔ)設(shè)施。

為了適應(yīng)新晶圓廠的建設(shè)，一些地區(qū)已經(jīng)開始規(guī)劃升級(jí)其水利基礎(chǔ)設(shè)施。哥倫布就計(jì)劃在2028年開設(shè)第四家水廠，以支持不斷增長(zhǎng)的人口以及英特爾預(yù)計(jì)的高耗水量，預(yù)示著這些工廠對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源的顯著影響。

超純水的生產(chǎn)回收和企業(yè)責(zé)任

生產(chǎn)超純水需要多步驟過程以消除各類污染物，并采用類似反滲透的技術(shù)來凈化水質(zhì)。與此同時(shí)，對(duì)于芯片工廠來說，如何有效地利用和處理那些用于冷卻機(jī)器的純凈度較低的水也是一大挑戰(zhàn)。

芯片工廠對(duì)水重復(fù)利用的能力會(huì)因公司而異，而且依賴于他們的生產(chǎn)工藝和對(duì)水處理技術(shù)的投入。例如，英特爾便設(shè)立了到2030年實(shí)現(xiàn)凈正用水量的目標(biāo)，這需要工廠在水利用和處理方面做出顯著改進(jìn)。

城市應(yīng)對(duì)策略

對(duì)于那些即將迎來新晶圓廠的城市和地區(qū)來說，它們需要做好準(zhǔn)備，從建設(shè)供水系統(tǒng)到社區(qū)層面，應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的影響。例如，有些城市正在探索如何將工廠廢水轉(zhuǎn)化為飲用水，確?？沙掷m(xù)地管理水資源。

芯片制造對(duì)水資源的依賴明顯而巨大，這就要求政府、企業(yè)以及社區(qū)必須采取積極措施來保障水資源的可持續(xù)使用，并兼顧工業(yè)發(fā)展的需要。這樣的平衡對(duì)于保護(hù)環(huán)境、保障居民需求以及支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展都至關(guān)重要。