芯片制造，耗水量惊人

半导体行业和人工智能数据中心的快速发展可能会给全球水资源带来巨大压力。生产先进的芯片和冷却系统需要大量的超纯水。虽然工厂每天消耗数百万加仑的水，相当于一个拥有 6 万人口的城市，但科技行业正在改进水回收和再利用流程。 随着人工智能的兴起，水资源压力变得更加显著。人工智能数据中心每天最多可使用 1900 万加仑的水，相当于一座 5 万人口的城市的需求。气候变化加剧了这一问题，预计到 2030 年，近一半的新设施将位于水风险极高的地区。这些因素不仅威胁着当地环境，也威胁着全球半导体供应链。 半导体制造需要复杂的六步工艺，需要消耗大量的超纯水。每生产 1,000 加仑超纯水，需要1,400 至 1,600 加仑市政用水。

一家每月生产 40,000 片晶圆的大型半导体工厂每天要消耗 480 万加仑的水，相当于 60,000 名居民一年的用水量。全球最大的芯片制造商台积电正在亚利桑那州凤凰城建设新工厂，他们承诺将重复使用 65% 的水。这说明人们越来越重视节水，也说明了这个问题的规模巨大：半导体工厂的耗水量与拥有 750 万人口的香港相当。

半导体制造面临的水挑战 我们所依赖的技术——从手机和电脑到 LED 灯泡和汽车——如果没有半导体就无法运转。而半导体的生存离不开水——大量的水。 水在半导体制造的所有阶段都至关重要。这种对水的严重依赖以及对水的影响正在成为快速增长的全球芯片行业的一个关键弱点。这反过来又使需要半导体来制造电子设备并日益推进其人工智能 (AI) 技术的科技公司面临重大的财务风险。 科技行业对芯片的需求不断增长，给本已不堪重负的水系统带来了更大压力。 半导体工厂依靠水来冷却系统和发电——根据标准普尔全球报告，在全球范围内，它们的耗水量已经与拥有 750 万人口的香港相当。 但真正推动该行业对水的需求的，是其对超纯水的需求，用于在制造过程中冲洗硅芯片上的残留物。 超纯水比饮用水洁净数千倍，通过去离子和反渗透等工艺处理，去除可能损坏芯片的污染物、矿物质和其他杂质。大约需要1,400 至 1,600 加仑的市政用水才能生产出 1,000 加仑的超纯水。 如今，一个普通的芯片制造工厂每天可以使用 1000 万加仑的超纯水——相当于33,000 个美国家庭每天的用水量。

作为全球最大的芯片代工制造商，台积电的运营可能会因水资源问题而中断，从而影响整个全球半导体供应链并提高买家的价格。 除了大量使用水之外，芯片制造还会产生含有污染物（包括重金属）的废水，这些污染物对水生生态系统和人类都有毒性。 一些制造商承诺要抵消用水量增加带来的影响。例如，台积电在亚利桑那州凤凰城建造的一家新芯片工厂表示，将回收约 65% 的用水，减少对城市供水的依赖。由于科罗拉多河（供水河流）历来水资源短缺，该地区正努力应对人口增长和日益严重的水资源短缺问题。 与此同时，正在菲尼克斯郊区钱德勒建造两座新芯片工厂的英特尔与该市合作建立了一个再生水设施。再生水将补充地下水供应，并为英特尔的冷却系统提供更多水。 但问题不会很快消失。半导体需求不断增长，但芯片制造热点地区（包括美国西部和中国地区）却持续干旱和极端天气。在 2023 年对 100 名半导体公司高级决策者的调查中，73% 的人认为，包括水在内的自然资源是对其业务构成最大风险的环境因素之一。 企业还可能面临监管风险。例如，韩国等地的半导体制造厂周边水系统污染严重，已导致环境违规。 半导体供应链中的水资源风险是众多问题之一，促使投资者通过“水资源评估融资计划”等举措与大型科技公司就水资源可持续性展开合作。参与该计划的投资者鼓励和支持该计划重点关注的公司，努力解决它们对其价值链所依赖的水资源造成的广泛影响。

有必要充分认识到供应链中的水风险因素，特别是在芯片制造和金属采矿领域，正如最近一份基准报告的结果所显示的那样，该报告对该倡议名单上的 72 家公司的水管理实践进行了评估。 接受调查的科技公司之一索尼在公开披露中讨论了半导体生产对水资源的影响，并表示正在努力减少其半导体制造工厂对淡水的依赖。 例如，索尼半导体制造公司旗下的生产中心长崎技术中心重复利用了约80％的制造废水。该公司还计划在厂外建造一个废水回收设施。 据该公司称，水循环利用和减排活动有助于在产量增加的情况下将芯片生产产生的废水排放量保持在几乎相同的水平。然而，需要提高透明度，以了解该公司是否在降低自身制造和所购买半导体的水风险。 除了重复使用和循环利用水资源外，半导体制造商还可以通过升级水监测系统来识别流失的水资源，并采用耗水量更少的新技术来提高用水效率。

重要的是，公司应在业务规划（例如设施选址决策）中考虑水风险。 购买芯片的科技公司可以通过采购政策来推动这些战略，确保他们从采用最佳水管理做法的制造商处购买芯片。制造自己的芯片的大型科技公司应该披露相关的水风险以及他们为减轻这些风险而制定的计划或做法。 在供应链的下游，开采生产半导体所需的贵金属和稀土元素也会消耗和污染水资源。基准评估的五家公司中有四家已披露了负责任地采购矿物或努力提高矿物可追溯性的努力，但并未讨论采矿活动对水资源的具体影响。

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