Svi znaju da je prosipanje vode na mobitel loša ideja, ali jeste li znali da je potrebno više od 3.000 litara vode da bi se napravio mobitel? Voda je potrebna za iskopavanje metala, da se ljepilo i plastika koriste za montažu i pakiranje, te da se razluči otpadna voda koja se koristi tokom čitavog procesa. To je 10 puta više vode nego što prosječna Kineska osoba koristi svaki dan.
To je posebno istina za poluvodiče, sićušna kola zvana čipovi koji napajaju sve naše elektronske uređaje, uključujući i vaš mobilni telefon. Svaka integrisana pločica duga 30 centimetara koja odgovara čipu u vašem telefonu zahtijeva najmanje 2.000 galona vode za proizvodnju. To je zato što svaki čip treba isprati ultra-čistom vodom (UPW) -- čista voda se smatra industrijskim rastvaračima -- kako bi se uklonili krhotine (ioni, čestice, silicij itd.) iz procesa proizvodnje i kako bi se spriječila kontaminacija čipa. Potrebno je 1.400 do 1.600 galona vode iz slavine da bi se napravilo 1.000 galona UPW.
Poluvodiči su sada u fokusu geopolitičke konkurencije između Kine i SAD-a. Ako su podaci nova nafta i umjetna inteligencija (AI) je nova struja, onda ima smisla smatrati poluvodiče globalnim resursom koji stvara rizike baš kao i svaki drugi. Moramo se sjetiti i vode koja je potrebna da ih napravimo.
Dok Kina predstavlja samo 7,6 posto prodaje poluvodiča, njena masivna planirana ulaganja u taj sektor -- 150 milijardi dolara između 2014. Uprkos nailasku finansijskih sredstava, vodosnabdevanje je i dalje važno uzdržavanje jer proizvodnja poluvodiča zahtijeva velike količine vode, koje Kina nema, posebno u područjima u kojima je koncentrirana proizvodnja čipova.
Do sada potražnja za vodom za proizvodnjom poluvodiča nije postala velika briga u Kini, koja se fokusirala na razvoj domaće tehnologije kako bi smanjila oslanjanje na globalne lance opskrbe. Dok je Kina kasnija u poluvodicima, studija udruženja poluvodiča iz jula 2021. godine je zapazila da Kina brzo sustižu zahvaljujući vladinim sredstvima, subvencijama i poreskim poticajima za tu industriju. Novoobjašeni 14. petogodišnji plan (2021-2025) identifikovao je poluprovodnike kao jedan od najvećih prioriteta za "vrhunske tehnologije", a kinesko Državno vijeće iznelo je vladin pristup ukupnom razvoju.
Ipak, čak i nakon trošenja 150 milijardi dolara u 2014. godini po nacionalnom planu integriranog kruga, Kina se suočava sa velikim tehnološkim preodricama u proizvodnji visoko-end čipova koji su potrebni za mobilne telefone, laptope i druge visokotehnološke proizvode. Stručnjaci očekuju da će uspjeh Kine biti pomiješan -- kineske kompanije zaostajat će u nekim oblastima, kao što su tehnologija i materijali za proizvodnju sa oštrim ugovorom, ali će postati konkurentni u outsourcing montaži i testiranju (OSAT) i dizajnu čipova. Global Risks Do 2021 Tajvanska suša ističe važnost opskrbe vodom u globalnom poluvodičku opskrbnom lancu, a globalni rizici kineske poluvodičke politike usmjereni su na posljedice nacionalne sigurnosti, napore Kine da postavi globalne standarde tehnologije, ulogu Kine u globalnom lancu opskrbe, te međuseverske tenzije širom sektora. Nacionalna sigurnost: Sjedinjene Države doživljavaju kinesku nastojbu kao velikog igrača u industriji poluvodiča kao rizik nacionalne sigurnosti. Uslijedio je niz crnih lista. Dok se Administracija Bidena fokusirala na poboljšanje domaćih mogućnosti SAD-a kako bi proširila ograničenja na kineske poluvodičke kompanije. 8. juna 2021, američki senat je unio Zakon o američkim inovacijama i konkurentnosti, prisvajajući 50 milijardi dolara hitnih sredstava za razvoj domaćeg poluvodiča, za koji je Biden rekao da je od kritičnog važnosti za držanje Sjedinjenih Država ispred konkurencije "u 21. vijeku".
Standard: SAD su pritiskale svoje saveznike i partnere da ne koriste Huawei tehnologiju. To dijelom govori o zabrinutosti oko mogućih kompromisa za nacionalnu sigurnost, ali i na napore Huaweia da postavi globalne tehničke standarde za 5G tehnologiju. Do sada su američke i evropske kompanije prednjacile pružanjem tržišnog udioa i odgovorom na poslovne potrebe. U svom godišnjem izvještaju iz decembra 2020. godine, Odbor za sigurnost i ekonomsku reviziju SAD-a detaljno je izneo kako napori Kine da oblikuje globalne standarde tehnologije odražavaju industrijsku politiku Pekinga uz podršku države privilegovanih kineskih kompanija na vanjskim tržištima uz ograničavanje domaćeg pristupa i podršku autoritarnim normama. Lanac opskrbe: Kompanije iz mnogih zemalja i mnogih svjetskih regija uključene su u proces projektiranja i proizvodnje. Postoje ekonomski rizici u ometanju globalnog lanca opskrbe poluvodičke industrije. Iz tog razloga, akcije Trumpove administracije protiv kineskih kompanija dovele su do nestašice proizvoda koji zahtijevaju poluvodiče, kao što su poluvodiči i automobili, jer se međunarodne kompanije skremble da zamjene S.M.I.C. kao dobavljače. U aprilu 2021, Udruženje industrije poluvodiča zaključilo je da će koštati 1 bilijun dolara za izgradnju potpuno samodovoljnog lokalnog lanca snabdevanja, što bi moglo dodati 65% troška poluprovodnika. Neki stručnjaci u industriji sugeriraju oprezniji pristup otklanjanju najvažnijih rupa u lancu opskrbe, kao što je pad udio američke proizvodnje sa 37 posto u 1990 na 12 posto danas, dok drugi sugeriraju sveobuhvatniji napor da se popune praznine u cijelom američkom proizvodnom procesu, uključujući inovacije, opremu i ambalažu. Tajvan, Kina: Tajvan se suočava s višestrukim pritiscima zbog svoje centralne uloge u najnaprednijoj proizvodnji poluvodiča na svijetu. U 2020, Tajvan Semiconductor Manufacturing (TSMC) je predstavljao 55,6 posto globalnog tržišta poluprovodničke proizvodnje ugovora i proizveo 92 posto svjetskih najsječećih čipova. Kao odgovor na nova američka pravila o Huaweiju, TSMC je obustavio nove narudžbe za tu kompaniju, svog drugog najvećeg kupca nakon Applea, što je 20 posto od njenog godišnjeg prihoda. TSMC je također pristao izgraditi biljku u Arizoni.
Pored svih ovih briga, u proljeće 2021. godine, obično kišovit, suptropski Tajvan doživio je svoju najgoru sušu u 56 godina, prijeteći globalnoj proizvodnji poluvodiča. Suša je odgodila proizvodnju i dovela do nestašice čipova. Poluvodiči su bili prisiljeni na racioniranje vode i kamionet u njega. Zabrinut da će klimatske promjene u budućnosti smanjiti padavine, TSMC gradi novu elektranu koja može ponovo da koristi industrijsku vodu, dok drugi proizvođači kopaju sopstvene Wellse. Što je najvažnije, tajvanska suša iz 2021. privukla je pažnju na važnost vode za proizvodnju poluvodiča. Rizik od vode Osiguranje dovoljno količina poluprovodnika i razvoj domaćeg proizvodnog kapaciteta nisu jedini izazovi s kojima se Kina suočava. Biti siguran da ima dovoljno vode da bi poluvodiči mogli biti još zastrašujući. ChinaWaterRisk izračunava da bi tvornici koja proizvodi 40.000 pločica trebalo 4,8 miliona galona vode dnevno, dovoljno da opskrbi grad od 60.000 ljudi.
Usred nezapamćenih poplava u centralnoj Kini, vrijedno je sjetiti se da je Kina u celini relativno nesigurna u vezi sa njenom vodom -- ona ima samo 7 posto svjetske vode, uprkos tome što ima 20 posto svjetske populacije. Voda je također neusmješteno raspoređena. Sjeverna Kina, gdje se nalazi većina poluvodičke industrije, ima samo jednu petinu vodenih resursa zemlje. Čak i pred nestašicama vode, kineska poluvodiča industrija ima problema sa korištenjem vode. Studija vode koja se koristi u industriji poluvodiča iz 2017. godine je otkrila da Kina koristi više vode od ostalih velikih proizvođača (Japan, Južna Koreja, Tajvan i Sjedinjene Države) kako za proces ispiranja tako i za električnu energiju koja je potrebna za proizvodnju. U odnosu na SAD, Kina koristi tri puta više vode. U stvari, 27% kineske industrijske vode apsorbira industrija poluvodiča.
Ambiciozan razvoj kineskog poluvodiča treba uzeti u obzir vodene resurse potrebne za postizanje tog cilja, koji Kini nedostaje. Kao što smo vidjeli u Tajvanskoj suši 2021. godine, čak i uz vrhunske talente i vrhunsku tehnologiju, nestašica vode može izbaciti iz koloseka proizvodnju.