「還差得遠」三星電子、SK海力士再利用率僅40%多……「循環用水」成半導體產業新競
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「還差得遠」三星電子、SK海力士再利用率僅40%多……「循環用水」成半導體產業新競爭力[芯片熱議]
媒體來源:阿視亞經濟The Asia Business Daily 韓媒
記者署名:Jang Bokyeong
隨著先進制程擴大，用水量增加
三星電子與SK海力士也加快提升水資源再利用
台積電達88%……差距仍然較大
再利用率越高越好，但成本負擔不小
半導體產業的水資源競爭已進入新階段。隨著擴大生產和向尖端工藝轉換，用水量迅速增加，比起單純用多少水，能夠將已使用的水再利用到何種程度，正成為核心競爭力。近日，政府繼湖南地區之後又提出忠清地區半導體超級項目投資計劃，在穩定供水問題受到關注的背景下，三星電子和SK海力士也在加快提升水資源再利用率。不過，業內認為，與全球第一大晶圓代工企業台積電相比，差距依然明顯。
「半導體工廠到底要『喝』多少水？」
半導體產業是典型的「水密集型產業」。據英國市場調查機構IDTechEx稱，去年全球半導體生產投入的用水量已超過9億噸。預計到2035年，這一數字將增至20億噸以上，較當前翻倍。
韓國半導體企業的用水量也呈持續增長趨勢。根據三星電子近日發布的2026年可持續經營報告，負責半導體業務的設備解決方案事業部去年全年取水量為1.7901億噸。SK海力士按韓國國內半導體工廠口徑計算，去年用水量為8350萬噸。
兩家公司用水總量從2018年的1.9701億噸，在2019年首次突破2億噸，達到2.0033億噸，去年則創下2.6251億噸的歷史新高，較2018年增加約33%。生產設施擴建和引入先進微細工藝被認為是主要原因。兩家公司一年取用的水量，約為氣候能源環境部此次在半導體超級項目工業用水供應中認定佔比最高的Dongbok水壩總蓄水量9950萬噸的2.6倍。
在半導體制造過程中，去除雜質至極微量水平的超純水被大量用於晶圓清洗等環節。這也是半導體產業必須高度重視水管理的原因。超純水是將微粒、細菌、礦物質等徹底去除後的水，除構成水分子的氫和氧外幾乎不含任何其他物質。晶圓切削後產生的碎屑，以及注入半導體後殘留的離子，也都要用超純水清洗。此外，在去除制造過程中產生的有害物質和氣體的洗滌塔工藝中，同樣需要用水。
水需求持續擴大……再利用成勝負手
氣候能源環境部估算，西南地區半導體集群的用水需求為每天65萬噸，即每年2.37億噸。缺口部分計劃由Dongbok水壩、Juam水壩、Jangheung水壩、Boseonggang水壩和Naju水壩等提供。尤其是僅Dongbok水壩就將供應每天30萬噸，約佔計劃總量的一半。政府計劃通過現有5萬噸余量以及加高壩體新增25萬噸供水能力。
業內指出，為保障半導體集群穩定供水，首先應提高水資源再利用率。實際上，三星電子為應對取水量增加，正通過將生產設施產生的廢水再利用，或經內部處理設施淨化後重新使用等方式，擴大水資源循環利用。
根據SK海力士發布的可持續經營報告，其韓國國內工廠的水資源再利用量已從2023年的4646萬噸增至2024年的5203萬噸，去年進一步增至6055萬噸。水資源再利用率則從44%升至47%。
三星電子方面，設備解決方案事業部韓國國內工廠的水資源再利用量也持續增長，2023年為9265萬噸，2024年為1.011億噸，去年為1.0796億噸。三星電子未單獨公開再利用率。不過，業內普遍認為，由於半導體晶圓廠的用水方式相近，三星電子的再利用率也可能在40%左右。
為何水資源再利用率無法無限提高
不過，韓國企業的水資源再利用率與競爭對手台積電相比仍處於相對較低水平。
根據台積電去年發布的可持續經營報告，其水資源再利用率在2022年為85.7%，2023年為90.3%，2024年為88.1%。其模式是通過高級淨化系統將廢水處理為超純水，並在內部持續循環使用。
正因如此，台積電才能在水資源極度匱乏的美國亞利桑那州菲尼克斯北部沙漠腹地建設超大型半導體晶圓廠。
障礙依然在於成本和技術能力。將廢水再處理並提純至半導體工藝所需的超純水標准，成本高於普通工業用水處理。而且，如果在再利用過程中混入微量雜質，也可能導致先進工藝良率下降。
一位業內人士解釋稱：「水資源再利用率是體現企業水管理能力的核心指標，因此企業不會將使用過一次的超純水直接排放，而是通過廢水處理設施盡可能回收再利用，構建循環系統。」不過他同時指出，「相關工藝復雜，成本也很高」。另一位相關人士也表示：「將使用過的水再次淨化並制成超純水的過程，比處理普通工業用水成本更高，因此提高再利用率時，成本負擔也是重要考量因素。」
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