发布日期：2026-02-01 16:32    点击次数：130

一派指甲盖大小的芯片，背后是每天虚耗非常于一个小城市东谈主口用水量的制造流程。其时势变化与芯片需求同期加重，水资源短缺正成为半导体制造业的隐形战场

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著述起首：https://zhuanlan.zhihu.com/p/1999279972217549501

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2026岁首，台积电文牍其最新2纳米制程芯片量产方向推迟三个月。原因出乎通盘东谈主猜想：不是因为光刻机精度不及，也不是因为材料短缺，而是因为当地握续干旱导致超纯水供应不及。与此同期，英特尔在亚利桑那州的新工场尽管欢喜回收65%的用水，却仍因科罗拉多河历史性缺水而濒临坐褥压力。

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芯片产业向来被视为本钱与技能的博弈，如今却不得不面对一个更为基础的挑战——水。制造业需要大齐水资源，尤其是芯片制造这一精密流程，不仅需要水来冷却系统，更需要大齐超纯水来冲洗晶圆。

01 芯片与水的悖论：科技产业的水资源依赖

半导体制造是咫尺对水质条目最高的工业流程之一。一个普通芯片制造工场每天不错使用1000万加仑的超纯水，非常于33，000个好意思国度庭每天的用水量。更令东谈主诧异的是，坐褥1000加仑的超纯水需要虚耗1400至1600加仑的市政用水。

超纯水不是普通办法中的鲜明水。它的鲜明度是饮用水的数千倍，需通夙昔离子和反浸透等工艺处理，去除可能损坏芯片的羞辱物、矿物资和其他杂质。在25℃时，超纯水的电阻率需高出18MΩcm，接近18.3MΩcm的极限值，含盐量低于0.3mg/L。

芯片制造为何需要如斯大齐的超纯水？谜底在于芯片的精密结构。芯片制造流程中，在每个工艺门径之间，必须用超纯水冲洗晶圆，以去除上一阶段残留的化学物资。任何轻细颗粒——甚而是肉眼透顶看不见的杂质——齐可能归天整片晶圆。

芯片越先进，对水的需求越大。标普环球评级指出，当台积电在2015年升级到16纳米工艺节点后，单元用水量增长了35%以上。如今，跟着制程向3纳米、2纳米演进，每片晶圆所需的超纯水数目握续攀升。

02 环球芯片产业的水资源风险舆图

水资源短缺对芯片产业的挟制已呈现出明白的地域特征。好意思国西南部自1994年以来一直处于干旱状态，2021年，好意思国垦务局初次文牍科罗拉多河流域缺水。而这里恰是台积电、英特尔和三星新工场的连合地。

中国台湾地区行动环球最大的晶圆坐褥基地，占环球晶圆代工产能约46%，也濒临严峻的水资源挑战。2020年10月至2021年6月，中国台湾发生了56年来最严重的干旱，水库水位下落到库容的5%以下。当局曾条目科技行业将用水量减少20%。

印度在半导体弘愿眼前遇到了水基础设施的泼辣践诺。印度多数地区的自来水水质本就不达标，将其提纯为超纯水的成本是中国大陆地区的三倍以上。加之给水系统极不踏实，旱季每每发生工业停水方位。

凭据标普环球评级的分析，自2021年以来文牍的通盘新半导体制造设施中，高出40% 将位于可能履历高风险或极高风险缺水情景的分水岭。

03 水风险若何编削为芯片供应链危境

水资源短缺对芯片产业的影响并非远方的办法，而是照旧编削为实委果在的供应链风险。

2021年，中国台湾地区的干旱就对半导体产业组成挟制，当地官员曾警告，若是五月下旬季风雨不成浮浅到来，将影响半导体坐褥。这一事件提前预示了水风险与芯片供应链的脆弱关联。

水安全问题径直影响芯片价钱与供应踏实性。标普环球评级指出，与水磋议的潜在运营中断可能会烦闷环球科技供应链。不外，ag百家乐台积电的主导地位使其大约通过价钱高涨弥补销量下落。

芯片产业的水风险不仅限于径直制造要道，还蔓延至供应链上游。芯片制造所需的金属材料开荒也高度依赖水。举例，智利行动环球最大产铜国，因水资源穷乏导致铜产量暴减，进而影响了芯片所需的铜材供应。

时势变化正在增多顶点天气的发生率、干旱的频率和降水的波动性，律例了芯片制造商料理坐褥踏实性的智力。这种时势不笃定性使芯片制造商濒临前所未有的运营环境。

04 芯片耗水量的技能演进与工艺需求

不同制程工艺的芯片对水资源的需求各异权贵。28纳米工艺单次清洗虚耗3000升超纯水，而7纳米工艺则需要6000升。为了猬缩纳米级的金属颗粒，反浸透系统产生1吨超纯水需要排掉3吨废水。

超纯水水质次第跟着芯片制程高出而不休提高。7纳米以下制程条目超纯水水质达到颗粒<5个/cm²、金属离子<0.1 ppb。跟着制程向3纳米演进，超纯水系统需集成在线TOC监测（精度0.1 ppb）和臭氧氧化技能。

三维芯片结构可能改变芯片产业的耗水形式。长江存储的晶栈架构通过三维空间堆叠层数，使14-20纳米工艺能已矣接近7纳米的后果。这种立体堆叠技能从磋磨层面减少了对水资源的需求。

芯片制造中的水温律例至关伏击。每片芯片需要几十次反复冲洗，超纯水制备的每个要道——从反浸透膜到树脂抛光，水温必须恒定在±0.5℃的区间波动。环境温度每升高1℃，冷却效能就蚀本2%。

05 应酬策略：技能改进与产业协同

面对水资源挑战，半导体产业正在从多个维度寻求责罚决议。

水轮回技能成为芯片制造商的共同摄取。台积电在亚利溪那州凤凰城的新芯片工场暗意将回收约65%的用水。索尼半导体制造公司旗下的长崎技能中心重叠讹诈了约80%的制造废水。

数字化水料理正在提高用水效能。复旦微电的晶圆厂通过ERP系统跟踪每立方米超纯水行止。高频科技通过数字孪生技能优化清洗周期，使RO膜寿命从2年延长至3年。

新材料应用有望减少水踪影。碳基芯片产线提供另一种想路——用化学气相千里积法“滋长”电路，比传统硅基工艺省水40%。杜邦451PFA管以极低金属析出（Na<0.05 ppb）和耐氢氟酸腐蚀特质，成为半导体行业优选管材。

芯片制造商也在再行研究设施选址策略。标普环球评级冷漠，在给水有限的情况下，台积电不错专注于坐褥更先进的芯片，而不是庸俗利润率较低的训导芯片。这既是对水资源的高效讹诈，亦然经济效益最大化的摄取。

06 政策与监管框架的演变

水安全正成为影响半导体公司信用景况的伏击要素。对水资源的不当处理可能会烦闷企业的运营，损伤财务功绩，并可能影响客户关联。

列国政府初始将水资源料理纳入半导体产业政策。新加坡政府条目芯片厂必须使用更生水（回收废水）。中国在“新基建”考虑中强调水资源轮回讹诈的伏击性。

投资者对水风险的护理日益增强。投资者不错通过Ceres的“水资源评估融资方向”等举措与大型科技公司就水资源可握续性张开互助。投资者饱读舞公司评估其径直运营和供应链中的水风险。

监管趋严将增多芯片制造商的合规成本。中国东部和韩国等地的半导体制造厂驾驭水体羞辱严重，已导致环境违纪。跟着环保次第提高，芯片制造商必须投资更先进的水处理设施。

07 将来瞻望：2030年芯片产业的水资源图景

将来几年，半导体行业的用水量有望每年以中高个位数百分比增长。到2030年，台积电对给水的需求可能会比2022年的水平翻一番。

技能高出将同期增多和减少用水需求。一方面，更精密的芯片需要更多的水；另一方面，新的回收技能和节水工艺将提高用水效能。到2030年，率先的芯片制造厂的水回收率有望从咫尺的65%提高到85%以上。

水资源分享形式可能出现。相邻的芯片制造厂不错分享水处理设施，减少重叠投资。举例，英特尔与菲尼克斯市互助诞生再生水设施，再生水将补充地下水供应。

时势变化将使决策复杂化。次第普尔环球评级合计，日益严重和每每的缺水可能会压垮芯片制造商的济急方向。芯片产业需要为更顶点的时势事件作念好准备。

站在江苏一家芯片工场的水处理中心外，我看着直径半米的管谈将数以万吨计的水运输到车间。工程师剖释，为了确保水质踏实，他们甚而自建了专属水库。“芯片干戈的下一个战场可能不再是光刻机，而是谁领有更踏实的水资源。”

跟着环球芯片制造向更先进制程迈进，超纯水已成为比小器金属更稀缺的政策资源。在亚利桑那州的沙漠中，在台湾的水库旁，在环球各地的芯片工场里，一场对于水的隐形干戈正在演出。

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发布于：江西省

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