Každý vie, že vyliatie vody na mobilný telefón je zlý nápad, ale vedeli ste, že na výrobu mobilného telefónu je potrebných viac ako 3 000 galónov vody? Voda je potrebná na ťažbu kovov, výrobu lepidla a plastov používaných na montáž a balenie a na riedenie odpadových vôd používaných v celom procese. To je' 10 -krát viac vody, ako priemerný Číňan denne spotrebuje.
To platí najmä pre polovodiče, malé obvody nazývané čipy, ktoré napájajú všetky naše elektronické zariadenia vrátane vášho mobilného telefónu. Každá 30-centimetrová doska s integrovanými obvodmi, ktorá sa zmestí na čip v telefóne, potrebuje na výrobu najmenej 2 000 galónov vody. Je to spôsobené tým, že každý čip je potrebné prepláchnuť ultračistou vodou (UPW)-čistá voda sa považuje za priemyselné rozpúšťadlo-na odstránenie nečistôt (iónov, častíc, oxidu kremičitého atď.) Z výrobného postupu a na zabránenie kontaminácie čip. Na výrobu 1 000 galónov UPW je potrebných 1 400 až 1 600 galónov vody z vodovodu.
Polovodiče sú teraz centrom geopolitickej konkurencie medzi Čínou a USA. Ak sú dátami nová ropa a umelá inteligencia (AI) je nová elektrina, potom má zmysel považovať polovodiče za globálny zdroj, ktorý vytvára riziká rovnako ako všetky ostatné. Musíme tiež pamätať na vodu potrebnú na ich výrobu.
Zatiaľ čo Čína predstavuje iba 7,6 percenta predaja polovodičov, jej obrovské plánované investície v sektore - 150 miliárd dolárov v rokoch 2014 až 2030 - vyvolali obavy z&„Sputnik moment &“, Čína [GG ] #39; odhodlanie dosiahnuť technologickú veľkosť. Napriek nárastu financií zostáva dodávka vody dôležitým obmedzením, pretože výroba polovodičov vyžaduje veľké množstvo vody, čo Číne chýba, najmä v oblastiach, kde sa koncentruje výroba čipov.
Dopyt po vode na výrobu polovodičov sa v Číne zatiaľ nestal veľkým problémom, ktorý sa zameral na vývoj domácej technológie, aby znížil závislosť od globálnych dodávateľských reťazcov. Zatiaľ čo Čína je oneskorencom v polovodičoch, štúdia Asociácie polovodičových odvetví z júla 2021 poznamenala, že Čína sa vďaka vládnym financiám, dotáciám a daňovým stimulom pre odvetvie rýchlo vyrovnáva. Novo vydaný 14. päťročný plán (2021-2025) identifikoval polovodiče ako jednu z najvyšších priorít špičkových technológií&&; s Čínskou štátnou radou, ktorá načrtáva vládny prístup k celkovému rozvoju.
Napriek tomu, aj keď Čína v roku 2014 v rámci národného plánu integrovaných obvodov vynaložila 150 miliárd dolárov, čelí Číne pri výrobe špičkových čipov potrebných pre mobilné telefóny, prenosné počítače a ďalšie špičkové technológie veľké technologické prekážky. Odborníci očakávajú, že úspech Číny' bude zmiešaný-čínske spoločnosti budú v niektorých oblastiach zaostávať, napríklad v špičkových technológiách a materiáloch zmluvnej výroby, ale stanú sa konkurencieschopnými v oblasti outsourcingu montáže a testovania (OSAT) a návrhu čipov. . Globálne riziká do roku 2021 Taiwanské sucho zdôrazňuje dôležitosť dodávok vody v globálnom dodávateľskom reťazci polovodičov a globálne riziká čínskej polovodičovej politiky sa zameriavajú na dôsledky národnej bezpečnosti, úsilie Číny' stanoviť globálne technologické štandardy, úlohu Číny' v globálnom dodávateľskom reťazci a napätie vo všetkých častiach tohto odvetvia. Národná bezpečnosť: Spojené štáty americké vnímajú vznik Číny' ako hlavného hráča v odvetví polovodičov ako riziko národnej bezpečnosti. Nasledovala séria čiernych listín. Bidenova administratíva sa zamerala na zlepšenie domácich schopností USA s cieľom rozšíriť obmedzenia pre čínske polovodičové spoločnosti. 8. júna 2021 americký senát schválil americký zákon o inováciách a hospodárskej súťaži, v ktorom vyčlenil 50 miliárd dolárov na núdzové financovanie vývoja domáceho polovodiča, čo podľa Bidena bolo rozhodujúce pre udržanie USA pred konkurenciou [21]. storočia."
Štandard: USA tlačia na svojich spojencov a partnerov, aby nepoužívali technológiu Huawei. To čiastočne hovorí o obavách z možného ohrozenia národnej bezpečnosti, ale aj pokračujúceho úsilia spoločnosti Huawei' o stanovenie globálnych technických štandardov pre technológiu 5G. Americké a európske spoločnosti doteraz boli na prvom mieste tým, že poskytovali podiel na trhu a reagovali na obchodné potreby. Americká rada pre bezpečnosť a hospodárske preskúmanie vo svojej výročnej správe za december 2020 podrobne popísala, ako úsilie Číny' o formovanie globálnych technologických noriem odzrkadľuje štátom podporovanú priemyselnú politiku Pekingu', ktorá privileguje čínske spoločnosti v externom sektore. trhy, pričom obmedzuje domáci prístup a podporuje autoritárske normy. Dodávateľský reťazec: Do procesu návrhu a výroby sú zapojené spoločnosti z mnohých krajín a mnohých svetových regiónov. Porušenie globálneho dodávateľského reťazca polovodičového priemyslu' prináša ekonomické riziká. Z tohto dôvodu kroky Trumpovej administratívy' proti čínskym spoločnostiam viedli k nedostatku výrobkov, ktoré vyžadujú polovodiče, ako sú polovodiče a automobily, pretože medzinárodné spoločnosti sa pokúšali nahradiť SMIC ako dodávateľov. V apríli 2021 asociácia priemyslu polovodičov dospela k záveru, že vybudovanie plne sebestačného miestneho dodávateľského reťazca by stálo 1 bilión dolárov, čo by mohlo zvýšiť náklady na polovodiče o 65%. Niektorí odborníci z odvetvia navrhujú opatrnejší prístup k riešeniu najdôležitejších dier v dodávateľskom reťazci, ako je pokles podielu americkej výroby z 37 percent v roku 1990 na 12 percent dnes, iní zase navrhujú komplexnejšie úsilie o vyplnenie medzier v celý výrobný proces v USA vrátane inovácií, vybavenia a balenia. Taiwan, Čína: Taiwan čelí viacerým tlakom kvôli svojej ústrednej úlohe vo svete' najpokročilejšia výroba polovodičov. V roku 2020 predstavoval Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) 55,6 percenta globálneho trhu so zmluvnou výrobou polovodičov a vyrobil 92 percent svetových špičkových čipov' V reakcii na nové americké pravidlá týkajúce sa spoločnosti Huawei TSMC pozastavila nové objednávky pre spoločnosť, ktorá je po Apple druhým najväčším zákazníkom, čo predstavuje 20 percent jej ročných tržieb. Spoločnosť TSMC tiež súhlasila s vybudovaním závodu v Arizone.
Okrem všetkých týchto obáv zažil na jar 2021 zvyčajne daždivý subtropický Taiwan najhoršie sucho za 56 rokov, ktoré ohrozovalo globálnu výrobu polovodičov. Sucho oneskorilo výrobu a viedlo k nedostatku čipov. Výrobcovia polovodičov boli nútení rozdeľovať vodu a dodávať nákladnú dopravu. Obávajúc sa, že zmena klímy v budúcnosti zníži množstvo zrážok, TSMC stavia nový závod, ktorý môže opätovne využívať priemyselnú vodu, zatiaľ čo ostatní výrobcovia si kopú vlastnú studňu. Najdôležitejšie je, že sucho na Taiwane v roku 2021 upozornilo na dôležitosť výroby vody a polovodičov. Riziko vody Zabezpečenie dostatočného množstva polovodičov a rozvoj domácich výrobných kapacít nie sú jedinými výzvami, ktorým Čína čelí. Uistiť sa, že' je dostatok vody na výrobu polovodičov, môže byť ešte náročnejšie. Spoločnosť ChinaWaterRisk počíta s tým, že továreň na výrobu 40 000 obvodových dosiek by potrebovala 4,8 milióna galónov vody denne, čo by stačilo na zásobovanie mesta so 60 000 ľuďmi.
Uprostred bezprecedentných záplav v strednej Číne je potrebné pripomenúť, že Čína ako celok je ohľadom svojej vody relatívne neistá - má iba 7 percent svetovej' vody, napriek tomu, že má 20 percent svetová populácia' Voda je tiež nerovnomerne rozložená. Severná Čína, kde sa nachádza väčšina polovodičového priemyslu, má iba jednu pätinu vodných zdrojov krajiny' Aj napriek nedostatku vody má čínsky priemysel polovodičov problémy s používaním vody. Štúdia vody používanej v polovodičovom priemysle z roku 2017 zistila, že Čína používa viac vody ako iní hlavní výrobcovia (Japonsko, Južná Kórea, Taiwan a Spojené štáty) na proces oplachovania aj na elektrickú energiu potrebnú na jej výrobu. V porovnaní s USA používa Čína trikrát viac vody. Polovodičový priemysel v skutočnosti absorbuje 27% priemyselnej vody v Číne'
Ambiciózny vývoj čínskeho polovodiča musí vziať do úvahy vodné zdroje potrebné na dosiahnutie tohto cieľa, ktoré Číne chýbajú. Ako sme videli na suchu na Taiwane v roku 2021, aj napriek špičkovým talentom a špičkovým technológiám môže nedostatok vody vykoľajiť výrobu.