隨著美國斥資數十億美元振興半導體產業,「水資源永續」已成為計畫成敗的核心關鍵,而非僅僅是形象作秀。根據世界經濟論壇,單一晶片製造廠每天可能耗用高達 1,000 萬加侖的超純水(ultrapure water,UPW),相當於 33,000 戶美國家庭的用水量。UPW 是製造過程中不可或缺的元素,用於清洗晶圓、稀釋化學品、浸入式光刻與冷卻系統,其純度要求極高,每立方公分水都可能只容許一個微粒的存在。
UPW耗水龐大 回收與再利用成永續挑戰
面臨如此巨量的水需求,晶片製造商必須整合多項策略減少對新鮮水源的依賴,包括:減量用水、內部回收再用,以及採用回收水替代部分水源。以台積電為例,其 2023 年透過工業回收水替代了 12% 用水,超過設定目標的 5%,並在 2022 年成立了工業回用水廠。不過,在單位晶片水耗方面,目標卻非但未減反增,增幅達 25.2%,突顯回收再利用雖有效,但效益仍受製程浪費與技術限制所影響。
在全球擴建生產的背景下,以台積電為例,其 2023 年 UPW 消耗達 1.01 億立方公尺(約 2,670 萬加侖),凸顯晶片業用水量確實達到「城市級」規模。其他案例,如三星的華城廠,計畫每天淨化超過 1.05 億加侖的廢水,轉為可用的 UPW,以支持晶片生產。此外,水質管理與多階段過濾技術,如反滲透、離子交換與紫外線消毒等,都是確保純度的關鍵手段。
水資源是半導體產業永續發展的基礎命脈,高耗水機台與高純度要求讓任何地區的廠房選址都勢必深究水供給條件。台積電、英特爾與三星等大廠已積極布局內部回收與地方水資源合作,但仍難完全抵銷療效。不少政策制定者與社群呼籲,製程擴張應同步提升水資源配套與回收技術,而非僅因產能壓力忽視環境承載力。面對「水分散」與「水資源緊張」,未來廠址選擇更多須納入整體生態永續、社會共存的長效策略。(原文出處)
延伸閱讀
半導體產業迎永續壓力 SEMI Europe領頭制定轉型藍圖