🔥 Экология. Вода. Ультрачистая вода

Полупроводниковые производства — скрытые пожиратели воды в мире, где строятся гигаЦОД

В мире все чаще рассуждают о том, что ЦОД потребляют все больше воды для охлаждения, которая во многих регионах является ценным и ограниченным ресурсом, которого может не хватать жителям городов или фермерам. Это очевидный факт. При этом многие забывают, что и производство микроэлектроники – процесс, который также требует немалых объемов воды, в том числе, сверхчистой.

По оценкам Международного энергетического агентства, одному ЦОД мощностью 100 МВт требуется более 10 миллионов литров воды в день (средняя оценка – 7.1 куб.м воды на 1 МВт/ч). Один запрос в ChatGPT использует эквивалент одной бутылки воды.

А что же производство микросхем?

Для производства полупроводников требуется в том числе вода, прошедшая глубокую очистку. Из нее должны быть удалены практически все примеси, включая минералы и растворенные газы. Она должна обладать таким качеством, как удельное сопротивление 18.2 МОм ·см. Ультрачистая вода требует специального хранения и распределения. Это делает производство сверхчистой воды сравнительно недешевым и делом. Кроме того, при производстве ультрачистой воды теряется до трети от общего объема перерабатываемой воды.

Производство микросхем может потреблять около 38 млн литров очищенной воды в сутки. Это эквивалентно ежедневному потреблению 33 тысяч домохозяйств США.

Еще одна проблема связана с тем, что производства полупроводников как правило производят отходы, содержащие тяжелые металлы и кислые сточные воды. Если не предпринять ряд специальных и недешевых мер, есть риск загрязнений местных источников воды.

Что делать

Во-первых, производители микроэлектроники могли бы заменить мокрые процессы сухими, сократив избыточное использование воды. Воду в этом случае заменят газы. Например, в операции травления. Это, конечно, потребует гигантских вложений, негативно скажется на себестоимости и без того недешевых полупроводников.

Во-вторых, за счет внедрения на полупроводниковых производствах систем рециклинга, можно повторно использовать до 80% воды, экономя миллионы литров в год. Опять же, это требует дополнительных инвестиций, но это должно быть сделано. Как уже сделала, например, компания Silfex (дочка Lam Research).

В-третьих, компании могут использовать сточные воды. TSMC, например, еще в 2023 году заменили 12% своих водных ресурсов регенерированных водой, что позволило сократить закупки воды высокой степени очистки. TSMC планирует запустить переработку сточных вод в воду высокой степени очистки в Аризоне на фабе, который запущен в сентябре 2025 года. Сейчас компания TSMC потребляет в Финиксе около 18 млн литров в день, но после ввода в эксплуатацию системы очистки ожидается, что потребление сократится примерно до 4.5 млн литров в день – более, чем в 4 раза. Это значительное сокращение, но и остающийся объем потребления воды - гигантский.

В Китае проблему осознают, здесь не так давно вышел «План развития высококачественных водоресурсных технологий (2025-2030)», что подчеркивает глобальную актуальность темы.

@RUSmicro