Tayvan’dan ABD’ye kadar yarı iletken endüstrisi kuraklıkla karşı karşıya

Çipler 2020’lerin başında medya sahnesinde ortaya çıktı. Herhangi bir elektronik ürün için gerekli olan bu bileşenlerin eksikliği, otomobil fabrikalarının kapanmasına ve oyun konsollarına veya akıllı telefonlara erişimin zorlaşmasına neden oldu. Bu kıtlığın çeşitli kökenleri var: Kovid-19, uluslararası gerilimler… Ve iklim değişikliği.

Tarım yerine yarı iletkenler mi?

Üç yıl önce Tayvan son 56 yılın en kötü kuraklığını yaşadı. Çelişkili bir şekilde ada gezegendeki en yağışlı yerlerden biri; Finistère’dekinden iki kat daha fazla yağmur yağıyor. Bununla birlikte, Brittany’den farklı olarak Tayvan, su temini için büyük ölçüde üç veya dört mevsimsel tayfuna bağımlıdır. 2021’de bu hava olaylarından herhangi birinin meydana gelmesinin üzerinden iki yıl geçti ve rezervuarlar özellikle endişe verici seviyelere geldi. Taipei, geleneksel olarak en açgözlü sektör olan tarım ve yarı iletken üretimi olmak üzere iki ana endüstrisine su karnesi uygulamak zorunda kaldı.

Sektördeki amiral gemisi şirketi Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), dünyadaki gelişmiş çiplerin %90’ını tek başına tedarik ediyor. 36.000 km2’lik ada, dünyada dolaşımda olan yarı iletkenlerin %18’ini sağlıyor. Jeopolitik bir hal alan ticari bir üstünlük: Birçok yerel siyasi lider bunun Çin işgaline karşı koruduğuna inanıyor. Daha sonra “silikon kalkan”dan bahsediyoruz; silikon bu elektronik bileşenlerin çoğunluğunun hammaddesidir. Ayrıca kuraklık su tasarrufunu zorunlu hale getirdiğinde, rapor BM Çevre ve İnsan Güvenliği Enstitüsü şunu belirtiyor: “ Her iki sektör de karne tedbirlerine maruz kalsa da, yarı iletken endüstrisi açıkça pirinç üretimine göre öncelik kazandı “.

Su, endüstri için büyük bir sorun teşkil etmektedir. tarafından yakın zamanda yayınlanan bir rapor S&P Global ajansı önümüzdeki yıllarda su kıtlığının ciddi bir tehdit oluşturacağına inanıyor. Yarı iletken sektörünün çok büyük ihtiyaçları var” Küresel çapta çip üreticileri halihazırda 7,5 milyon nüfuslu Hong Kong kadar su tüketiyor », S&P’ye dikkat çekiyor.

Bu iştah, çipleri ultra temiz ortamlarda üretme zorunluluğundan kaynaklanıyor. En ufak bir parçacık üretimi bozabilir. Bunu önlemek için üretim, havanın ameliyathaneye göre 10.000 kat daha saf olduğu temiz odalarda gerçekleştiriliyor. Süreçte kullanılan tüm alet ve malzemeleri temizlemek için şirketler tarafından üretilen, yapay olarak saf su gerekiyor. Kaynağın ayrıca sanayide çok fazla enerji tüketen soğutma tesisatları veya zehirli gazları “temizleme” gibi daha geleneksel kullanımları da var.

Tayvan’da 2021 yılı, yarı iletken “fabrikaların” bulunduğu bilimsel kampüslerin girişinde tanker kamyonlarının seferber edilmesine yol açtı. Sektör yine de tüketimini %15 oranında yavaşlatmak zorunda kaldı ve bu da o dönemde devam eden küresel kıtlığın daha da kötüleşmesine neden oldu.

Tokyo’da, Brüksel’de ya da Washington’da üretimin yoğunlaşması ve bunun temsil ettiği risk aniden ortaya çıktı. Endüstriyel egemenlik ve tedarik zinciri güvenliği adına her yerde “Cips Yasası” (yerel fabrikaların kurulmasına yönelik destek planları) ortaya çıktı. Bu hususların yanı sıra Tayvan Boğazı’nın iki yakası arasında ve özellikle Çin ile ABD arasında artan gerilimlerin de rol oynadığı belirtiliyor. Denklemde iklim riskleri anekdotsal bir rol oynadı. Özellikle Amerika örneğinde.

Amerika Birleşik Devletleri’nde iklim etkisi aslında bir öncelik değil

Joe Biden’ın 2022 yazında onayladığı Cips ve Bilim Yasası, on milyarlarca dolarlık yatırımla büyük bir başarı elde etti. TSMC, ilk kez ABD’de ileri çip üretimini geliştirme kararı aldı. 40 milyar dolar değerinde iki son teknoloji fabrika inşa ediliyor. Konum? Amerika Birleşik Devletleri’nin en sıcak büyük şehri olarak bilinen Phoenix’in banliyöleri, ülkenin en kurak şehirlerinden biri olan Arizona eyaletinde yer almaktadır.

Arizona son yirmi yılda tekrarlayan kuraklıklar yaşadı. Yedi eyaletin zorlukla paylaştığı Colorado Nehri’nin akışı endişe verici. 2023’te Demokrat Vali Katie Hobbs, Phoenix bölgesindeki emlak projelerini duraklatmak zorunda kaldı: bir devlet kurumu, Colorado’ya alternatif olan yeraltı suyu kaynaklarının endişe verici olduğunu tespit etti. Rapora göre, yenilenmeleri zor olsa da gelecek yüzyılın talebini karşılamada yetersiz kalacaklar.

Arizona güneşi altında TSMC yalnız değil. 1980’lerden bu yana kurulan ve tesislerini genişletme sürecinde olan rakibi Intel’in arasına katılıyor. Arizona, 2020’den bu yana ülkedeki yatırımların başında yer alıyor; yerel seçilmiş yetkililer, Cips Yasası’nın kabul edilmesini ilk savunanlar arasında yer aldı. Eyaletin sektördeki en eski lokasyonlardan biri olduğunu belirtmek gerekir. Mikroelektroniğin henüz emekleme aşamasındaki dünyasındaki şirketler 1940’ların sonunda kendilerini orada buldular.

Fotoğraf: Intel.

Böyle bir heyecanın oluşması için bölgenin belirli varlıklara sahip olması gerekiyor. Kuraklıkları hariç tutarsak, her şeyden önce istikrarlıdır ve doğal afetlere pek maruz kalmaz. Binlerce taşerona ihtiyaç duyan “fabrikaların” hizmetinde, değerli bir ekosistem gelişti. Ayrıca mevcut iş gücü sorun yaratmaya başlayacakken, mühendislik alanında uzmanlaşmış Arizona Eyalet Üniversitesi’nin de gözden kaçırılmaması gereken bir argüman olduğu belirtiliyor.

Daha da önemlisi, TSMC her türlü teşvikten yararlanıyor. Cips Yasası’ndan gelen yardıma ek olarak şirket, altyapı çalışmaları ve diğer vergi avantajları açısından da milyonlarca dolara güvenebildi. S&P’ye göre su kaynaklarının çeşitliliği, Colorado, yer altı, iki nehir artı geri dönüşüm, kuraklığın başlıca acil tehlikelerini önleyecektir.

Hangi Fiyata? “ Dünyanın en büyük yarı iletken ve elektronik çip üreticisi olmak istiyoruz. Bunu yapabiliriz. Yeterli suyumuz var ama o kadar yiyecek üretemeyeceğimiz için yiyecek fiyatlarımız artacak “, bu su hukuku profesörü Rhett Larson’un verdiği görüş. Washington Post bir yıl önce. Arizona Eyalet Üniversitesi profesörü, eyaletin yarı iletkenlerdeki başarısının tarım pahasına sağlanacağına inanıyor. “ Bazen diğerlerine ulaşmak için bazı hayallerden vazgeçmek gerekir “.

Hangi cevaplar?

Sanayiden su çekilmesini en aza indirmek için hem şirketler hem de yetkililer tarafından önlemler üzerinde çalışılıyor. Özellikle Tayvan’da durum bunu gerektiriyor. Bugün de zor dönemler ardı ardına devam ediyor. Ulusal haber ajansına göre Merkezi Haber AjansıRezervuarların mevcut seviyesi yalnızca üç ay dayanmamıza izin veriyor. Ancak durum hızla doğru yönde değişebilir, kurak mevsim sona eriyor. Ancak yetkililer, kurak mevsimde yağışların 2050 yılına kadar %10 oranında azalacağını tahmin ediyor. Aynı dönemde tayfun sayısında da %15 oranında azalma yaşanacak. Arizona için olduğu gibi Tayvan için de uzun vadeli bir sorun var.

TSMC’nin Tayvan’da kuraklık durumunda müdahale önlemleri. Ekran Baskısı: TSMC Sürdürülebilirlik Raporu 2022.

Değerli sıvının en çok yoksun olduğu bölgelere ulaştırılması için boru hattı projeleri üzerinde çalışılıyor. Kusursuz olmayan tuzdan arındırma tesisleri veya geri dönüşüm tesisleri için de aynı durum geçerlidir. Dergide DiplomasiSuyla bağlantılı güvenlik konularında uzman olan Franck Galland, soruna yanıt vermek için Tayvan’a dört yıl içinde toplam 13 milyar dolarlık bir yatırım planını hatırlatıyor ” özellikle ülkenin su rezervlerinin tüketimin %28’inden %50’sine çıkarılmasını mümkün kılarak “.

Neyse ki, mikroelektronik dünyası da, sırf faaliyetinin kesintiye uğramasını önlemek için de olsa bu duruma dahil oluyor. Modern yarı iletken fabrikalar, kaynak yönetiminin en çok çalışıldığı ve optimize edildiği fabrikalar arasındadır ancak bu her şeyi çözmez. Bir çip ne kadar gelişmişse, üretim süreci de o kadar fazla adımdan oluşuyor ve dolayısıyla daha fazla su tüketiyor.

Çözüm, daha verimli bir çip arayışını askıya almak olabilir, ancak bu, çağa pek uygun değil. S&P’ye göre TSMC’nin su talebi 2030’da olabilir” Kapasite artışına ve şirketin gelişmiş düğüm geliştirmedeki ilerlemesine bağlı olarak 2022’ye göre 1,4 ila 2,0 kat daha yüksek “. Analiz firması için “ bu tür su gereksinimleri TSMC’nin bu kaynağı yönetme becerisini zorlayacak ve bu da dökümhanenin operasyonlarını aksatabilecektir “. Şirket, 2050 yılına kadar sıfır karbon emisyonuna ulaşmayı taahhüt etti. Su tüketimi konusunda muğlak vaatler dışında benzer bir taahhüt bulunmuyor.