Toată lumea știe deversare a apei pe un telefon mobil este o idee rea, dar știați că este nevoie de mai mult de 3.000 de galoane de apă pentru a face un telefon mobil? Apa este necesară pentru a mina metalele, pentru a face adezivul și plasticul utilizate pentru asamblare și ambalare și pentru a dilua apa reziduală utilizată pe tot parcursul procesului. Asta înseamnă de 10 ori mai multă apă decât o persoană chineză medie folosește în fiecare zi.
Acest lucru este valabil mai ales pentru semiconductori, circuitele mici numite cipuri care alimentează toate dispozitivele noastre electronice, inclusiv telefonul mobil. Fiecare placă de circuit integrat de 30 de centimetri care se potrivește cipului din telefon necesită cel puțin 2.000 de galoane de apă pentru a produce. Acest lucru se datorează faptului că fiecare cip trebuie să fie spălat cu apă ultra-pură (UPW) -- apa pură este considerată un solvent industrial -- pentru a îndepărta resturile (ioni, particule, silice etc.) din procesul de fabricație și pentru a preveni contaminarea cipului. Este nevoie de 1.400 la 1.600 galoane de apă de la robinet pentru a face 1.000 de galoane de UPW.
Semiconductorii sunt acum în centrul competiției geopolitice dintre China și Statele Unite. Dacă datele sunt noul petrol, iar inteligența artificială (AI) este noua energie electrică, atunci este logic să privim semiconductorii ca pe o resursă globală care creează riscuri la fel ca oricare alta. De asemenea, trebuie să ne amintim de apa necesară pentru a le face.
În timp ce China reprezintă doar 7,6% din vânzările de semiconductori, investiția sa masivă planificată în acest sector -- 150 de miliarde de dolari între 2014 și 2030 -- a stârnit temeri cu privire la un "moment Sputnik", hotărârea Chinei de a atinge măreția tehnologică. În ciuda creșterii finanțării, alimentarea cu apă rămâne o constrângere importantă, deoarece producția de semiconductori necesită cantități mari de apă, ceea ce îi lipsește Chinei, în special în zonele în care este concentrată fabricarea cipurilor.
Până în prezent, cererea de apă pentru producția de semiconductori nu a devenit o preocupare majoră în China, care s-a concentrat pe dezvoltarea tehnologiei interne pentru a reduce dependența sa de lanțurile de aprovizionare globale. În timp ce China este un venit târziu în semiconductori, un studiu din iulie 2021 al Asociației Industriei Semiconductorilor a remarcat că China recuperează rapid decalajul datorită finanțării guvernamentale, subvențiilor și stimulentelor fiscale pentru industrie. Cel de-al 14-lea plan cincinal nou lansat (2021-2025) a identificat semiconductorii ca fiind una dintre prioritățile de top pentru "tehnologiile de ultimă oră", Consiliul de Stat al Chinei subliniind abordarea guvernului față de dezvoltarea generală.
Cu toate acestea, chiar și după ce a cheltuit 150 de miliarde de dolari în 2014 în cadrul planului național de circuit integrat, China se confruntă cu obstacole tehnologice majore în producerea cipurilor high-end necesare pentru telefoane mobile, laptopuri și alte produse de înaltă tehnologie. Experții se așteaptă ca succesul Chinei să fie mixt -- companiile chineze vor rămâne în urmă în unele domenii, ar fi tehnologia și materialele de ultimă oră de fabricare a contractelor, dar vor deveni competitive în externalizarea asamblării și testării (OSAT) și proiectarea cipurilor. Riscuri globale Până în 2021 Seceta din Taiwan evidențiază importanța aprovizionării cu apă în lanțul global de aprovizionare cu semiconductori și riscurile globale ale politicii Chinei privind semiconductorii se concentrează asupra consecințelor securității naționale, eforturile Chinei de a stabili standarde tehnologice globale, rolul Chinei în lanțul global de aprovizionare și tensiunile dintre toate punctele de strâmtoare din întregul sector. Securitatea națională: Statele Unite consideră apariția Chinei ca un jucător major în industria semiconductorilor ca pe un risc la securitatea națională. Au urmat o serie de liste negre. În timp ce administrația Biden s-a concentrat pe îmbunătățirea capacităților interne ale SUA pentru a extinde restricțiile asupra companiilor chineze de semiconductori. Pe 8 iunie 2021, Senatul SUA a adoptat Legea americană privind inovarea și concurența, apropiind o finanțare de urgență de 50 de miliarde de dolari pentru dezvoltarea semiconductoarelor interne, despre care Biden a spus că este esențială pentru menținerea Statelor Unite înaintea concurenței "în secolul 21".
Standard: SUA și-au presat aliații și partenerii să nu folosească tehnologia Huawei. Acest lucru vorbește parțial despre îngrijorări cu privire la posibile compromisuri la securitatea națională, dar și despre eforturile continue ale Huawei de a stabili standarde tehnice globale pentru tehnologia 5G. Până în prezent, companiile americane și europene au deschis calea prin furnizarea cotei de piață și prin răspunsul la nevoile întreprinderilor. În raportul său anual din decembrie 2020, Consiliul de evaluare a securității și economiei din SUA a detaliat modul în care eforturile Chinei de a modela standardele tehnologice globale reflectă politica industrială susținută de stat a Beijingului de a privilegia companiile chineze pe piețele externe, limitând în același timp accesul intern și sprijinind normele autoritare. Lanțul de aprovizionare: Companii din multe țări și multe regiuni ale lumii sunt implicate în procesul de proiectare și producție. Există riscuri economice în perturbarea lanțului global de aprovizionare al industriei semiconductorilor. Din acest motiv, acțiunile administrației Trump împotriva companiilor chineze au dus la o penurie de produse care necesită semiconductori, ar fi semiconductorii și automobilele, în timp ce companiile internaționale se luptă să înlocuiască S.M.I.C. ca furnizori. În aprilie 2021, Asociația Industriei Semiconductorilor a concluzionat că ar costa 1 trilion de dolari pentru a construi un lanț de aprovizionare local complet autosuficient, care ar putea adăuga 65% la costul semiconductorilor. Unii experți din industrie sugerează o abordare mai prudentă pentru abordarea celor mai importante găuri din lanțul de aprovizionare, ar fi scăderea ponderii producției americane de la 37 la sută în 1990 la 12 la sută astăzi, în timp ce alții sugerează un efort mai cuprinzător pentru a umple lacunele din întregul proces de producție din SUA, inclusiv inovarea, echipamentele și ambalajele. Taiwan, China: Taiwanul se confruntă cu presiuni multiple datorită rolului său central în cea mai avansată producție de semiconductori din lume. În 2020, Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) a reprezentat 55,6 la sută din piața globală de producție a contractelor de semiconductori și a produs 92 la sută din cipurile de ultimă oră din lume. Ca răspuns la noile reguli americane privind Huawei, TSMC a suspendat comenzile noi pentru companie, al doilea cel mai mare client al său, după Apple, reprezentând 20% din veniturile sale anuale. TSMC a fost, de asemenea, de acord să construiască o fabrică în Arizona.
În plus față de toate aceste preocupări, în primăvara anului 2021, Taiwanul, de obicei ploios, subtropical, a cunoscut cea mai gravă secetă din ultimii 56 de ani, amenințând producția globală de semiconductori. Seceta a întârziat producția și a dus la penuria de cipuri. Producătorii de semiconductori au fost nevoiți să raționalizeze apa și să o transporte. Îngrijorat de faptul că schimbările climatice vor reduce precipitațiile în viitor, TSMC construiește o nouă fabrică care poate reutiliza apa industrială, în timp ce alți producători își sapă propriile puțuri. Cel mai important, seceta din Taiwan din 2021 a atras atenția asupra importanței apei pentru producția de semiconductori. Riscul de apă Asigurarea unor cantități suficiente de semiconductori și dezvoltarea capacității de producție internă nu sunt singurele provocări cu care se confruntă China. Asigurarea că există suficientă apă pentru a face semiconductori poate fi și mai descurajantă. ChinaWaterRisk calculează că o fabrică care produce 40.000 de plăci de circuite ar avea nevoie de 4,8 milioane de galoane de apă pe zi, suficient pentru a furniza un oraș de 60.000 de oameni.
Pe fondul inundațiilor fără precedent din centrul Chinei, merită să ne amintim că China în ansamblu este relativ nesigură în ceea ce privește apa sa -- are doar 7% din apa lumii, în ciuda faptului că are 20% din populația lumii. Apa este, de asemenea, distribuită neuniform. Nordul Chinei, unde se află cea mai mare parte a industriei semiconductorilor, are doar o cincime din resursele de apă ale țării. Chiar și în fața lipsei de apă, industria semiconductorilor din China are probleme cu utilizarea apei. Un studiu din 2017 privind apa utilizată în industria semiconductorilor a constatat că China utilizează mai multă apă decât alți producători importanți (Japonia, Coreea de Sud, Taiwan și Statele Unite), atât pentru procesul de clătire, cât și pentru energia electrică necesară pentru a o produce. Comparativ cu Statele Unite, China folosește de trei ori mai multă apă. De fapt, 27% din apa industrială a Chinei este absorbită de industria semiconductorilor.
Dezvoltarea ambițioasă a semiconductorilor chinei trebuie să țină seama de resursele de apă necesare pentru atingerea acestui obiectiv, care îi lipsește Chinei. După am văzut în seceta din Taiwan din 2021, chiar și cu talente de top și tehnologie de ultimă oră, lipsa apei poate deraia producția.