芯東西（公衆号：aichip001）
編譯 | 高歌
編輯 | Panken
芯東西8月31日消息，我國台灣地區今年可謂多事之秋，新冠肺炎疫情遲遲未解，剛剛熬過百年一遇的嚴重幹旱，又面臨洪澇災害。而連遭天災暴擊的台灣最大晶圓廠、全球晶片代工一哥、島内最大用水用電企業——台積電，卻沒怎麼被危機影響生産進度，就連在同樣遭遇嚴重幹旱的美國亞利桑那州所建新廠，目前建設計劃也未受影響。
這背後，台積電多年打磨的企業風險管理措施功不可沒。另據奧地利資料公司World Data Lab統計，已有24億人生活在水資源貧乏的地區。聯合國亦指出，2030年，水資源短缺将使7億人流離失所。全球範圍内，缺水危機頻頻上演，提前預警防範這些突發災害已是各大半導體廠商必行之策。
通過近期台積電設施部進階總監Arthur Chuang發表的一篇文章，我們提煉了台積電處理水資源短缺問題的要點以及台積電的綠色制造措施，看看台積電用水到底有多“摳”？
<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="5">一、晶圓廠日用水超1.5萬升，特别工作組應對供水風險</h1>
在全球缺芯的當下，水是晶片制造的基本要素之一。美國水處理裝置廠商Water Technology的資料顯示，一家晶圓廠每天需要消耗2000萬加侖到4000萬加侖（約7570萬升-1.5億升）的水來清潔矽片和冷卻裝置。如果發生缺水問題，将會嚴重地影響到晶片廠商的生産能力。
是以為了避免水資源短缺的風險，台積電很早之前就建立了包含供水風險在内的企業風險管理系統。
台積電還有氣候相關财務披露特别工作組（TCFD）來确定氣候相關的風險。針對不同的缺水階段，台積電設立了不同的反應程式，以處理短缺情況。
而随着半導體技術的進步，晶片制造的材料和流程也更加複雜，很多化學用品都是晶片制造的重要原料，極大地增加了晶圓廠對水資源品質和數量的要求。
在這樣的情況下，每一滴水都十分寶貴。Arthur Chuang稱，無論節水效果如何，台積電都不能忽視任何節約用水的機會。
▲台積電每日用水和可用水資源對比（來源：EE Times）
<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="12">二、避免有毒溶劑使用，150隻螢火蟲安家晶圓廠</h1>
Arthur Chuang在文中寫道，水資源的消耗其實是晶圓廠能源消耗的一個單獨問題。如果想要實作綠色制造，晶圓廠需要能源管理和廢水排放上堅持高标準。
具體到晶圓廠内部，台積電在整個晶圓廠内部建立了能源管理系統，系統中台積電采用了較為高效的IE3和IE4電機和熱回收裝置，可以準确地了解每個設施所消耗的能源情況。
同時，台積電開始在晶圓生産中開始減少或避免使用有毒溶劑。據Arthur Chuang分享，如今台積電已不在晶圓清洗環節使用NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶劑。該溶劑選擇性強、穩定性好，經常在高精密電子、電路闆或锂電池中用作清洗劑，但是對人體和環境具有一定的毒性。
為了保護水源，台積電還擁有一套可以根據廢水特性和濃度運作的廢水排放分離系統，并禁止使用任何無法自然分解或從水中去除的化學品。
▲台積電水處理槽（來源：台積電）
在這樣的努力下，台積電的環境保護政策已經取得了一定成績。台積電Fab 15位于台中大渡山腳下，與自然環境較為貼合。Fab 15在2020年獲得了可持續水資源管理标準（AWS Standard）的白金證書，這使台積電成為了全球第一家連續2年獲得AWS白金認證的半導體企業。
由于螢火蟲的生長對環境要求較高，尤其是水資源的潔淨程度對其成蟲相當重要。2020年7月，台積電的Fab 15廠區發現了第一隻水生黃螢；截至2021年2月底，Fab 15中已培育了150餘隻蘆生窗螢。這些小生命的出現，側面肯定了台積電對晶圓廠環境的維護。
▲台積電Fab 15中的螢火蟲（來源：台積電）
<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="21">三、再生水廠今年運作，每天可回收5000立方米</h1>
水處理和回收是台積電節水的重要一環，目前台積電所使用的水源中，85%-90%都是再生水。
去年，台積電位于中國台灣南部科學園區的再生水廠開工，計劃在今年投入使用，以回收工廠廢水，補充城市水源。該再生水廠是中國台灣的首家民營水廠。如果水廠建成，每天可回收5000立方米的水源；到2023年，台積電預計每天回收再生的水資源将達到2萬立方米。
▲台積電再生水廠和Fab 6、Fab 14和Fab 18示意圖（來源：台積電）
在美國亞利桑那州，台積電也和當地市政府、生态系統合作夥伴進行了密切合作，確定水資源的可持續發展。
在台積電的宣傳視訊中，晶圓廠所有的水源流動都在管道中進行，而不會任其揮發。在晶圓廠中，台積電安裝有9套再循環系統和13種水資源處理裝置。
▲台積電晶圓廠内部各水資源管線（來源：台積電）
在這些努力下，台積電的工業廢水回收率達85%，每滴水的使用率則超過350%，也就是說平均每滴水都被台積電使用了3.5次。
每年，台積電都會在企業責任報告中概述環境保護等執行計劃和結果。在個人層面，其員工需要設定自己的環保和栖息地恢複目标，這些目标的完成與否會直接和員工的績效評估、激勵挂鈎，以此鼓勵台積電的員工進行環保。
<h1 class="pgc-h-arrow-right" data-track="30">結語：應急措施已就位，晶圓産能或可避免幹旱影響</h1>
台積電作為全球最大的晶圓代工廠商，其市場佔有率超過50%。但是在全球缺芯浪潮下，先是中國台灣發生幹旱。台積電創始人張忠謀曾稱，在美國建晶圓廠的優勢之一就是有着充足的水、電。如今，亞利桑那州的幹旱再次讓人們開始注意晶圓廠的用水問題。
目前來看，台積電面對幹旱已經采取了很多防範和應急措施，包括水車運水等，力保産線正常運作。或許人們可以暫時放下幹旱對台積電生産影響的擔心。
來源：EE Times、台積電官網