集微網(wǎng)消息，中國臺灣雖然坐擁亞洲最大的、最尖端半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)，但卻猶如傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)一般，處處受到自然環(huán)境和資源的限制。水雖看起來是不起眼的成本，但當(dāng)?shù)匾耘_積電為首的晶圓代工廠長期面臨缺水、斷電風(fēng)險的困擾，近日更是在克服百年來最嚴重旱災(zāi)不到兩年后，再次面臨水資源短缺問題。

以中國臺灣為據(jù)點，放眼全球，作為現(xiàn)代工業(yè)結(jié)晶的晶圓代工廠是如何與歷史悠久而復(fù)雜的“水政治”周旋的？

(相關(guān)資料圖)

晶圓廠面對“搶水大戰(zhàn)”

近日，中國臺灣新竹以南水情吃緊，臺積電、聯(lián)電回應(yīng)水情吃緊皆表示“生產(chǎn)運營不受影響”，諷刺的是，中國臺灣長期缺水的問題何嘗不是芯片制造中心的戰(zhàn)略造成的呢？

晶圓廠急速擴張，中國臺灣面臨的水和能源供應(yīng)壓力要比幾年前大得多。2017年，臺積電南科18廠打下第一根填充樁開始，5年時間，南科18廠一到8期新廠拔地而起，2022年12月，臺積電在南科舉行3納米廠量產(chǎn)及擴產(chǎn)典禮，意味著臺積電過去4年急速的投資已初見成效。

不止中國臺灣，晶圓代工廠正在全世界范圍內(nèi)猶如龐然大物般，不斷吸食著周邊的資源和養(yǎng)分。

臺積電美國5nm新廠坐落的“沙漠之城”鳳凰城北部水情嚴峻，除了臺積電正在當(dāng)?shù)卦诮▋勺A廠之外，英特爾也正在當(dāng)?shù)亟▋勺戮A廠，因此對于當(dāng)?shù)氐乃葱枨笠策M一步加大。據(jù)《巴隆金融周刊》報道，亞利桑那州當(dāng)?shù)毓賳T估計，若臺積電在該處建滿6座晶圓廠，每年可能需要多達4933萬立方公尺的水，足夠供應(yīng)16萬戶家庭。

據(jù)悉，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被稱作“水老虎”，在制造過程中需要依賴大量的水源，尤其是半導(dǎo)體制程需要使用超純水（Ultrapure water），而制作超純水的過程要使用幾倍的自來水，用水量相當(dāng)驚人。以臺積電為例，該公司的最新數(shù)據(jù)顯示，僅中國臺灣南部科學(xué)園區(qū)的芯片設(shè)施每天就要消耗9.9萬噸水。且為了提高12英寸晶圓廠的制程良率，以往是每25片晶圓集中清洗，后來就改成一片片單獨清洗，以提高良率。

配套水政強勢干預(yù)

2021年，在全世界都指望中國臺灣緩解“芯片荒”的時刻，臺積電們卻要依靠租用水箱和新鉆水井來維持工廠運轉(zhuǎn)。旱情曾導(dǎo)致全島制造業(yè)和農(nóng)業(yè)活動被嚴重擾亂，如今中國臺灣各城市靠出臺各種限制措施來避免這一情形的重演。

高雄、臺南這兩座芯片制造重鎮(zhèn)都推出了節(jié)水政策，以此減輕夜間公共供水的壓力：臺南科學(xué)園區(qū)要求供應(yīng)商削減用水量10%，高雄科技園區(qū)跟進同樣的措施。

中國臺灣本身能源條件已經(jīng)難以承受臺積電們的榨取。中國臺灣無論是降雨量還是水庫都遭遇低點，當(dāng)?shù)厮饠?shù)據(jù)顯示，由于氣候變化和過境臺風(fēng)次數(shù)減少，臺南和屏東等中國臺灣南部城市累計降雨量約為年均水平的40%，是30年來的最低水平。根據(jù)臺“經(jīng)濟部”水利署4月12日公開數(shù)據(jù)顯示，中國臺灣第一大水庫——曾文水庫蓄水量僅為有效容量的11.3%；南化水庫為臺南和高雄供水，其水位為其有效容量的41.1%，以上是中國臺灣科技園的關(guān)鍵水源。

為了應(yīng)對水政限制，晶圓廠都有短期應(yīng)對方案。聯(lián)電今年1月便在臺南工廠提前啟動節(jié)水應(yīng)急計劃，確保其生產(chǎn)不受干旱的影響；臺積電也表示就不同的限水階段備有應(yīng)對計劃。

圖：曾文水庫、南化水庫即時水情；圖源：臺“經(jīng)濟部”水利署4月12日數(shù)據(jù)

走出中國臺灣，臺積電就會發(fā)現(xiàn)美國鳳凰城的水政更復(fù)雜。鳳凰城屬于亞熱帶沙漠氣候，曾任鳳凰城水資源政策研究中心的部門負責(zé)人索倫森表示，該城約40%的水來自科羅拉多河——美國七個州上百年來都在爭奪這一條河流，而亞利桑那州是河流流經(jīng)最末的州。更不用說，在經(jīng)歷20年干旱后，這條河的水位又比目標(biāo)水位低了40%。該地水資源7成水用于農(nóng)業(yè)，另有至少29個原住民部落也提出水權(quán)要求，晶圓廠想跨行業(yè)搶水恐怕不容易。

據(jù)中國臺灣氣象局預(yù)測，中國臺灣南部目前的干旱將在5月左右才能得到緩解。晶圓廠要如何解決接下來短期的用水問題，以及面臨未來的水能源風(fēng)險問題？

把廢水還原成水，開啟未來10年？

經(jīng)歷了2021年的拷打，中國臺灣政府和技術(shù)供應(yīng)商一直在努力尋找和儲存更多的水。

據(jù)悉，中國臺灣極度依賴季節(jié)性降雨填滿水庫，而依靠氣候變化并不那么可靠，于是臺積電和群創(chuàng)等供應(yīng)商著手建立了自己的水循環(huán)工廠。2022年9月，臺積電于投產(chǎn)了全世界第一座能把晶圓廠的工業(yè)廢水處理成品質(zhì)近似自來水的再生水廠。該水循環(huán)廠位于中國臺灣南部科學(xué)園區(qū)，滿足芯片廠每天1萬噸的用水需求。據(jù)臺積電說法，該水循環(huán)廠到2026年的產(chǎn)能還可以增加到每天3.6萬噸。聯(lián)電則是參與政府臺南的兩個再生水計劃，再生水用量大幅增加。

“一度成本大概是60塊”臺積電員工透露，但為了在干旱時節(jié)不要與一般民眾爭水，臺積電除了和臺南市政府合作，把臺南縣市的家戶用過的污水，轉(zhuǎn)換成生產(chǎn)晶圓的再生水，再加上工業(yè)用水，臺積電員工估計，未來可提供臺積電南科20座工廠20％的用水。

至于美國亞利桑那州方面，臺積電表示，無法回收使用的廢水，通過系統(tǒng)進行最終廢水處理（廢水排放濃度優(yōu)于政府要求的放流水標(biāo)準），另有在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)再生水廠計劃。

把工業(yè)廢水還原成水，成本并不便宜，有產(chǎn)業(yè)鏈廠商則著手用水教育培訓(xùn)。電源管理與散熱管理解決方案廠商臺達電子發(fā)言人周志宏：“我們的用水量不能與半導(dǎo)體或光電子制造商相提并論，但我們明白水資源的重要性。我們每天都使用節(jié)約水和再生水。我們也要求我們的供應(yīng)商在供應(yīng)鏈管理部分做得更多。我們幫助他們制定節(jié)水和減少浪費的目標(biāo)，并幫助他們進行教育培訓(xùn)。”

美國鳳凰城的供水設(shè)施方案或許有借鑒意義，該城擁有科羅拉多河、維迪河（Verde River）、鹽河（Salt River）、地下水與再生水共5種多元健全的水源供給規(guī)劃，獲亞利桑那州認證為百年用水無憂的城市。

結(jié)語

對中國臺灣而言，保持芯片供應(yīng)不僅僅是經(jīng)濟上的當(dāng)務(wù)之急，也對其依靠半導(dǎo)體在全球范圍內(nèi)謀求政治地位具有重要意義。如果中國臺灣的芯片產(chǎn)量受到影響，其“硅盾”也可能削弱，這致使中國臺灣在面臨能源和芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展時難以平衡，中國臺灣的選擇困境或許也會映照在鳳凰城等芯片制造中心城市之上。

（校對/趙月）