Όλοι γνωρίζουν ότι το να χυθεί νερό σε ένα κινητό τηλέφωνο είναι κακή ιδέα, αλλά ξέρατε ότι χρειάζονται περισσότερα από 3.000 γαλόνια νερό για να φτιάξετε ένα κινητό τηλέφωνο; Το νερό χρειάζεται για την εξόρυξη μετάλλων, για την κατασκευή της κόλλας και του πλαστικού που χρησιμοποιούνται για τη συναρμολόγηση και τη συσκευασία και για την αραίωση των λυμάτων που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της διαδικασίας. Αυτό το' είναι 10 φορές περισσότερο νερό από ό, τι χρησιμοποιεί ο μέσος Κινέζος καθημερινά.
Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους ημιαγωγούς, τα μικροσκοπικά κυκλώματα που ονομάζονται τσιπ που τροφοδοτούν όλες τις ηλεκτρονικές συσκευές μας, συμπεριλαμβανομένου του κινητού σας τηλεφώνου. Κάθε πλακέτα ολοκληρωμένου κυκλώματος μήκους 30 εκατοστών που ταιριάζει στο τσιπ στο τηλέφωνό σας απαιτεί τουλάχιστον 2.000 γαλόνια νερού για να παραχθεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι κάθε τσιπ πρέπει να ξεπλυθεί με εξαιρετικά καθαρό νερό (UPW)-το καθαρό νερό θεωρείται βιομηχανικός διαλύτης-για να απομακρυνθούν τα συντρίμμια (ιόντα, σωματίδια, πυρίτιο κ.λπ.) από τη διαδικασία παραγωγής και να αποφευχθεί η μόλυνση το τσιπ. Χρειάζονται 1.400 έως 1.600 γαλόνια νερού βρύσης για να παραχθούν 1.000 γαλόνια UPW.
Οι ημιαγωγοί βρίσκονται τώρα στο επίκεντρο του γεωπολιτικού ανταγωνισμού μεταξύ της Κίνας και των Ηνωμένων Πολιτειών. Εάν τα δεδομένα είναι το νέο πετρέλαιο και η τεχνητή νοημοσύνη (AI) είναι ο νέος ηλεκτρισμός, τότε είναι λογικό να βλέπουμε τους ημιαγωγούς ως έναν παγκόσμιο πόρο που δημιουργεί κινδύνους όπως κάθε άλλος. Πρέπει επίσης να θυμόμαστε το νερό που απαιτείται για την παρασκευή τους.
Ενώ η Κίνα αντιπροσωπεύει μόνο το 7,6 % των πωλήσεων ημιαγωγών, η μαζική προγραμματισμένη επένδυσή της στον τομέα - 150 δις δολάρια μεταξύ 2014 και 2030 - έχει προκαλέσει φόβους για" Sputnik moment" ;, China [GG ] #39; αποφασιστικότητα να επιτευχθεί το τεχνολογικό μεγαλείο. Παρά την αύξηση της χρηματοδότησης, η παροχή νερού παραμένει ένας σημαντικός περιορισμός, επειδή η παραγωγή ημιαγωγών απαιτεί μεγάλες ποσότητες νερού, κάτι που στερείται της Κίνας, ειδικά σε περιοχές όπου είναι συγκεντρωμένη η παραγωγή τσιπ.
Μέχρι στιγμής, η ζήτηση νερού για παραγωγή ημιαγωγών δεν έχει γίνει κύριο μέλημα στην Κίνα, η οποία έχει επικεντρωθεί στην ανάπτυξη εγχώριας τεχνολογίας για να μειώσει την εξάρτησή της από παγκόσμιες αλυσίδες εφοδιασμού. Ενώ η Κίνα καθυστερεί στους ημιαγωγούς, μια μελέτη του Ιουλίου 2021 από την Ένωση Βιομηχανιών Ημιαγωγών σημείωσε ότι η Κίνα προχωρά γρήγορα χάρη στην κρατική χρηματοδότηση, τις επιδοτήσεις και τα φορολογικά κίνητρα για τη βιομηχανία. Το 14ο Πενταετές Σχέδιο που κυκλοφόρησε πρόσφατα (2021-2025) έχει προσδιορίσει τους ημιαγωγούς ως μία από τις κορυφαίες προτεραιότητες για" τεχνολογίες αιχμής," με το Κρατικό Συμβούλιο της Κίνας' που περιγράφει την προσέγγιση της κυβέρνησης' στη συνολική ανάπτυξη.
Ακόμα, ακόμη και μετά από δαπάνες 150 δισεκατομμυρίων δολαρίων το 2014 στο πλαίσιο του εθνικού σχεδίου ολοκληρωμένου κυκλώματος, η Κίνα αντιμετωπίζει μεγάλα τεχνολογικά εμπόδια στην παραγωγή των τσιπ υψηλών προδιαγραφών που απαιτούνται για κινητά τηλέφωνα, φορητούς υπολογιστές και άλλα προϊόντα υψηλής τεχνολογίας. Οι ειδικοί αναμένουν ότι η επιτυχία της Κίνας' θα είναι μικτή-οι κινεζικές εταιρείες θα υστερούν σε ορισμένους τομείς, όπως η τεχνολογία και τα υλικά κατασκευής αιχμής, αλλά θα γίνουν ανταγωνιστικές στην εξωτερική ανάθεση συναρμολόγησης και δοκιμών (OSAT) και στον σχεδιασμό τσιπ Ε Παγκόσμιοι κίνδυνοι έως το 2021 Η ξηρασία στην Ταϊβάν αναδεικνύει τη σημασία της παροχής νερού στην παγκόσμια αλυσίδα εφοδιασμού ημιαγωγών και τους παγκόσμιους κινδύνους της πολιτικής ημιαγωγών της Κίνας' στις συνέπειες της εθνικής ασφάλειας, προσπάθειες της Κίνας' για τον καθορισμό παγκόσμιων τεχνολογικών προτύπων, τον ρόλο της Κίνας' στην παγκόσμια αλυσίδα εφοδιασμού και διασταυρούμενες εντάσεις σε ολόκληρο τον τομέα. Εθνική ασφάλεια: Οι Ηνωμένες Πολιτείες θεωρούν την εμφάνιση της Κίνας' ως σημαντικό παράγοντα στη βιομηχανία ημιαγωγών ως κίνδυνο εθνικής ασφάλειας. Ακολούθησε μια σειρά από μαύρες λίστες. Ενώ η κυβέρνηση Μπάιντεν έχει επικεντρωθεί στη βελτίωση των εγχώριων δυνατοτήτων των ΗΠΑ προκειμένου να επεκτείνει τους περιορισμούς στις κινεζικές εταιρείες ημιαγωγών. Στις 8 Ιουνίου 2021, η Γερουσία των ΗΠΑ ψήφισε τον Αμερικανικό Νόμο για την Καινοτομία και τον Ανταγωνισμό, διαθέτοντας 50 δισεκατομμύρια δολάρια σε επείγουσα χρηματοδότηση για την ανάπτυξη εγχώριων ημιαγωγών, κάτι που ο Μπάιντεν είπε ότι ήταν ζωτικής σημασίας για να κρατηθούν οι Ηνωμένες Πολιτείες μπροστά από τον ανταγωνισμό &; αιώνας."
Standard: Οι ΗΠΑ πιέζουν τους συμμάχους και τους εταίρους τους να μην χρησιμοποιήσουν την τεχνολογία Huawei. Αυτό μιλά εν μέρει για ανησυχίες σχετικά με πιθανούς συμβιβασμούς στην εθνική ασφάλεια, αλλά και στις συνεχείς προσπάθειες της Huawei' για τον καθορισμό παγκόσμιων τεχνικών προτύπων για την τεχνολογία 5G. Μέχρι στιγμής, αμερικανικές και ευρωπαϊκές εταιρείες έχουν πρωτοστατήσει παρέχοντας μερίδιο αγοράς και ανταποκρινόμενο στις επιχειρηματικές ανάγκες. Στην ετήσια έκθεση Δεκεμβρίου 2020, το Συμβούλιο Ασφαλείας και Οικονομικής Ανασκόπησης των ΗΠΑ παρουσίασε λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο οι προσπάθειες της Κίνας για τη διαμόρφωση των παγκόσμιων τεχνολογικών προτύπων αντικατοπτρίζουν την κρατική βιομηχανική πολιτική του Πεκίνου' για προνομιακές κινεζικές εταιρείες περιορίζει την εγχώρια πρόσβαση και υποστηρίζει αυταρχικούς κανόνες. Εφοδιαστική αλυσίδα: Εταιρείες από πολλές χώρες και πολλές περιοχές του κόσμου συμμετέχουν στη διαδικασία σχεδιασμού και παραγωγής. Υπάρχουν οικονομικοί κίνδυνοι να διαταραχθεί η παγκόσμια αλυσίδα εφοδιασμού της βιομηχανίας ημιαγωγών'. Για το λόγο αυτό, οι ενέργειες της κυβέρνησης Trump' κατά των κινεζικών εταιρειών έχουν οδηγήσει σε ελλείψεις προϊόντων που απαιτούν ημιαγωγούς, όπως ημιαγωγούς και αυτοκίνητα, καθώς οι διεθνείς εταιρείες προσπαθούν να αντικαταστήσουν την SMIC ως προμηθευτές. Τον Απρίλιο του 2021, η Ένωση Βιομηχανιών Ημιαγωγών κατέληξε στο συμπέρασμα ότι θα κοστίσει 1 τρισεκατομμύριο δολάρια για την κατασκευή μιας πλήρως αυτόνομης τοπικής αλυσίδας εφοδιασμού, η οποία θα μπορούσε να προσθέσει 65% στο κόστος των ημιαγωγών. Ορισμένοι ειδικοί του κλάδου προτείνουν μια πιο προσεκτική προσέγγιση για την αντιμετώπιση των σημαντικότερων τρυπών στην αλυσίδα εφοδιασμού, όπως η μείωση του μεριδίου της αμερικανικής μεταποίησης από 37 τοις εκατό το 1990 σε 12 τοις εκατό σήμερα, ενώ άλλοι προτείνουν μια πιο ολοκληρωμένη προσπάθεια για την κάλυψη των κενών ολόκληρη τη διαδικασία παραγωγής των ΗΠΑ, συμπεριλαμβανομένης της καινοτομίας, του εξοπλισμού και της συσκευασίας. Ταϊβάν, Κίνα: Η Ταϊβάν αντιμετωπίζει πολλαπλές πιέσεις λόγω του κεντρικού της ρόλου στην πιο προηγμένη κατασκευή ημιαγωγών στον κόσμο' Το 2020, η Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) αντιπροσώπευε το 55,6 τοις εκατό της παγκόσμιας αγοράς κατασκευής συμβάσεων ημιαγωγών και παρήγαγε το 92 τοις εκατό των παγκόσμιων τσιπ' Σε απάντηση των νέων αμερικανικών κανόνων για τη Huawei, η TSMC ανέστειλε νέες παραγγελίες για την εταιρεία, τον δεύτερο μεγαλύτερο πελάτη της μετά την Apple, αντιπροσωπεύοντας το 20 % των ετήσιων εσόδων της. Η TSMC συμφώνησε επίσης να κατασκευάσει ένα εργοστάσιο στην Αριζόνα.
Εκτός από όλες αυτές τις ανησυχίες, την άνοιξη του 2021, συνήθως βροχερή, υποτροπική Ταϊβάν γνώρισε τη χειρότερη ξηρασία της εδώ και 56 χρόνια, απειλώντας την παγκόσμια παραγωγή ημιαγωγών. Η ξηρασία καθυστέρησε την παραγωγή και οδήγησε σε έλλειψη τσιπ. Οι κατασκευαστές ημιαγωγών αναγκάστηκαν να τροφοδοτήσουν νερό και να το φορτώσουν. Ανησυχώντας ότι η κλιματική αλλαγή θα μειώσει τις βροχοπτώσεις στο μέλλον, η TSMC χτίζει ένα νέο εργοστάσιο που μπορεί να επαναχρησιμοποιήσει βιομηχανικό νερό, ενώ άλλοι παραγωγοί σκάβουν τα δικά τους πηγάδια. Το πιο σημαντικό, η ξηρασία του 2021 της Ταϊβάν' επέστησε την προσοχή στη σημασία του νερού στην παραγωγή ημιαγωγών. Κίνδυνος νερού Η εξασφάλιση επαρκών ποσοτήτων ημιαγωγών και η ανάπτυξη της εγχώριας παραγωγικής ικανότητας δεν είναι οι μόνες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η Κίνα. Το να βεβαιωθείτε ότι υπάρχει αρκετό νερό' για να φτιάξετε ημιαγωγούς μπορεί να είναι ακόμη πιο τρομακτικό. Το ChinaWaterRisk υπολογίζει ότι ένα εργοστάσιο που παράγει 40.000 πίνακες κυκλωμάτων θα χρειαζόταν 4,8 εκατομμύρια γαλόνια νερό την ημέρα, αρκετά για να τροφοδοτήσει μια πόλη 60.000 ανθρώπων.
Εν μέσω της πρωτοφανούς πλημμύρας στην κεντρική Κίνα, αξίζει να θυμηθούμε ότι η Κίνα στο σύνολό της είναι σχετικά ανασφαλής για το νερό της - έχει μόνο το 7 % του παγκόσμιου νερού', παρά το 20 % του πληθυσμός του κόσμου' Το νερό κατανέμεται επίσης άνισα. Η Βόρεια Κίνα, όπου βρίσκεται το μεγαλύτερο μέρος της βιομηχανίας ημιαγωγών, διαθέτει μόνο το ένα πέμπτο των υδάτινων πόρων της χώρας' Ακόμη και εν όψει έλλειψης νερού, η βιομηχανία ημιαγωγών της Κίνας' έχει προβλήματα με τη χρήση νερού. Μια μελέτη του 2017 σχετικά με το νερό που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία ημιαγωγών διαπίστωσε ότι η Κίνα χρησιμοποιεί περισσότερο νερό από άλλους μεγάλους παραγωγούς (Ιαπωνία, Νότια Κορέα, Ταϊβάν και Ηνωμένες Πολιτείες) τόσο για τη διαδικασία έκπλυσης όσο και για την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για την παραγωγή του. Σε σύγκριση με τις Ηνωμένες Πολιτείες, η Κίνα χρησιμοποιεί τρεις φορές περισσότερο νερό. Στην πραγματικότητα, το 27% του βιομηχανικού νερού της Κίνας' απορροφάται από τη βιομηχανία ημιαγωγών.
Η φιλόδοξη ανάπτυξη του ημιαγωγού της Κίνας' πρέπει να λάβει υπόψη τους υδατικούς πόρους που απαιτούνται για την επίτευξη αυτού του στόχου, τον οποίο δεν έχει στην Κίνα. Όπως είδαμε στην ξηρασία της Ταϊβάν' το 2021, ακόμη και με κορυφαίο ταλέντο και τεχνολογία αιχμής, η έλλειψη νερού μπορεί να εκτροχιάσει την παραγωγή.