最近兩年，缺水影響了很多制造企業(yè)，全球芯片代工一哥臺積電沒怎么被缺水危機影響生產(chǎn)進度，就連在同樣遭遇嚴重干旱的美國亞利桑那州所建新廠，當前建設(shè)計劃也未受影響。
通過近期臺積電設(shè)施部高級總監(jiān) Arthur Chuang 發(fā)表的一篇文章，我們提煉了臺積電處理水資源短缺問題的要點以及臺積電的綠色制造措施，看看臺積電用水到底有多“摳”？
▲“用水大戶”如何平穩(wěn)度過干旱危機？
晶圓廠日用水超 1.5 億升，特別工作組應(yīng)對供水風(fēng)險
在全球缺芯的當下，水是芯片制造的基本要素之一。美國水處理設(shè)備廠商 Water Technology 的數(shù)據(jù)顯示，一家晶圓廠每天需要消耗 2000 萬加侖到 4000 萬加侖的水來清潔硅片和冷卻設(shè)備。如果發(fā)生缺水問題，將會嚴重地影響到芯片廠商的生產(chǎn)能力。
因此為了避免水資源短缺的風(fēng)險，臺積電很早之前就建立了包含供水風(fēng)險在內(nèi)的企業(yè)風(fēng)險管理系統(tǒng)。
臺積電還有氣候相關(guān)財務(wù)披露特別工作組（TCFD）來確定氣候相關(guān)的風(fēng)險。針對不同的缺水階段，臺積電設(shè)立了不同的反應(yīng)程序，以處理短缺情況。
而隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進步，芯片制造的材料和流程也更加復(fù)雜，很多化學(xué)用品都是芯片制造的重要原料，極大地增加了晶圓廠對水資源質(zhì)量和數(shù)量的要求。
在這樣的情況下，每一滴水都十分寶貴。Arthur Chuang 稱，無論節(jié)水效果如何，臺積電都不能忽視任何節(jié)約用水的機會。
▲ 臺積電每日用水和可用水資源對比（來源：EE Times）
避免有毒溶劑使用，150 只螢火蟲安家晶圓廠
Arthur Chuang 在文中寫道，水資源的消耗其實是晶圓廠能源消耗的一個單獨問題。如果想要實現(xiàn)綠色制造，晶圓廠需要能源管理和廢水排放上堅持高標準。
具體到晶圓廠內(nèi)部，臺積電在整個晶圓廠內(nèi)部建立了能源管理系統(tǒng)，系統(tǒng)中臺積電采用了較為高效的 IE3 和 IE4 電機和熱回收設(shè)備，可以準確地了解每個設(shè)施所消耗的能源情況。
同時，臺積電開始在晶圓生產(chǎn)中開始減少或避免使用有毒溶劑。據(jù) Arthur Chuang 分享，如今臺積電已不在晶圓清洗環(huán)節(jié)使用 NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶劑。該溶劑選擇性強、穩(wěn)定性好，經(jīng)常在高精密電子、電路板或鋰電池中用作清洗劑，但是對人體和環(huán)境具有一定的毒性。
為了保護水源，臺積電還擁有一套可以根據(jù)廢水特性和濃度運行的廢水排放分離系統(tǒng)，并禁止使用任何無法自然分解或從水中去除的化學(xué)品。
▲ 臺積電水處理槽（來源：臺積電）
在這樣的努力下，臺積電的環(huán)境保護策略已經(jīng)取得了一定成績。臺積電 Fab 15 位于臺中大渡山腳下，與自然環(huán)境較為貼合。Fab 15 在 2020 年獲得了可持續(xù)水資源管理標準（AWS Standard）的白金證書，這使臺積電成為了全球第一家連續(xù) 2 年獲得 AWS 白金認證的半導(dǎo)體企業(yè)。
由于螢火蟲的生長對環(huán)境要求較高，尤其是水資源的潔凈程度對其成蟲相當重要。2020 年 7 月，臺積電的 Fab 15 廠區(qū)發(fā)現(xiàn)了第一只水生黃螢；截至 2021 年 2 月底，F(xiàn)ab 15 中已培育了 150 余只蘆生窗螢。這些小生命的出現(xiàn)，側(cè)面肯定了臺積電對晶圓廠環(huán)境的維護。
▲ 臺積電 Fab 15 中的螢火蟲（來源：臺積電）
再生水廠今年運行，每天可回收 5000 立方米
水處理和回收是臺積電節(jié)水的重要一環(huán)，當前臺積電所使用的水源中，85%-90% 都是再生水。
去年，臺積電科學(xué)園區(qū)的再生水廠開工，計劃在今年投入使用，以回收工廠廢水，補充城市水源。如果水廠建成，每天可回收 5000 立方米的水源；到 2023 年，臺積電預(yù)計每天回收再生的水資源將達到 2 萬立方米。
▲ 臺積電再生水廠和 Fab 6、Fab 14 和 Fab 18 示意圖（來源：臺積電）
在美國亞利桑那州，臺積電也和當?shù)厥姓⑸鷳B(tài)系統(tǒng)合作伙伴進行了密切合作，確保水資源的可持續(xù)發(fā)展。
在臺積電的宣傳視頻中，晶圓廠所有的水源流動都在管道中進行，而不會任其揮發(fā)。在晶圓廠中，臺積電安裝有 9 套再循環(huán)系統(tǒng)和 13 種水資源處理設(shè)備。
▲ 臺積電晶圓廠內(nèi)部各水資源管線（來源：臺積電）
在這些努力下，臺積電的工業(yè)廢水回收率達 85%，每滴水的使用率則超過 350%，也就是說平均每滴水都被臺積電使用了 3.5 次。
每年，臺積電都會在企業(yè)責(zé)任報告中概述環(huán)境保護等執(zhí)行計劃和結(jié)果。在個人層面，其員工需要設(shè)定自己的環(huán)保和棲息地恢復(fù)目標，這些目標的完成與否會直接和員工的績效評估、激勵掛鉤，以此鼓勵臺積電的員工進行環(huán)保。
結(jié)語：應(yīng)急措施已就位，晶圓產(chǎn)能或可避免干旱影響
臺積電作為全球最大的晶圓代工廠商，其市場份額超過 50%。臺積電創(chuàng)始人張忠謀曾稱，在美國建晶圓廠的優(yōu)勢之一就是有著充足的水、電。如今，亞利桑那州的干旱再次讓人們開始注意晶圓廠的用水問題。
目前來看，臺積電面對干旱已經(jīng)采取了很多防范和應(yīng)急措施，包括水車運水等，力保產(chǎn)線正常運作?；蛟S人們可以暫時放下干旱對臺積電生產(chǎn)影響的擔心。
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