Jeder weiß, dass es eine schlechte Idee ist, Wasser auf einem Handy zu verschütten, aber wussten Sie, dass mehr als 3.000 Liter Wasser benötigt werden, um ein Handy herzustellen? Wasser wird benötigt, um Metalle abzubauen, Klebstoff und Kunststoff für Montage und Verpackung herzustellen und das während des gesamten Prozesses verwendete Abwasser zu verdünnen. Das ist 10mal mehr Wasser, als der durchschnittliche Chinese jeden Tag verbraucht.
Dies gilt insbesondere für Halbleiter, die winzigen Schaltkreise, die als Chips bezeichnet werden und die alle unsere elektronischen Geräte mit Strom versorgen, einschließlich Ihres Mobiltelefons. Für jede 30 Zentimeter lange integrierte Leiterplatte, die in den Chip Ihres Telefons passt, werden mindestens 2.000 Gallonen Wasser benötigt. Dies liegt daran, dass jeder Chip mit ultrareinem Wasser (UPW) gespült werden muss – reines Wasser gilt als industrielles Lösungsmittel – um Ablagerungen (Ionen, Partikel, Kieselsäure usw.) aus dem Herstellungsprozess zu entfernen und eine Kontamination von der Chip. Es braucht 1.400 bis 1.600 Gallonen Leitungswasser, um 1.000 Gallonen UPW herzustellen.
Halbleiter stehen heute im Mittelpunkt des geopolitischen Wettbewerbs zwischen China und den USA. Wenn Daten das neue Öl und Künstliche Intelligenz (KI) die neue Elektrizität ist, dann ist es sinnvoll, Halbleiter als globale Ressource zu betrachten, die wie jede andere Risiken birgt. Wir müssen uns auch an das Wasser erinnern, das für die Herstellung benötigt wird.
Während China nur 7,6 Prozent des Halbleiterumsatzes ausmacht, haben seine massiven geplanten Investitionen in den Sektor – 150 Mrd ] #39;s Entschlossenheit, technologische Größe zu erreichen. Trotz des Finanzierungsschubs bleibt die Wasserversorgung ein wichtiges Hindernis, da die Halbleiterproduktion große Mengen an Wasser benötigt, was China insbesondere in Gebieten mit konzentrierter Chipherstellung fehlt.
Bisher ist der Wasserbedarf für die Halbleiterproduktion in China kein großes Problem geworden, das sich auf die Entwicklung heimischer Technologie konzentriert hat, um seine Abhängigkeit von globalen Lieferketten zu verringern. Während China bei Halbleitern ein Nachzügler ist, stellte eine Studie der Semiconductor Industry Association vom Juli 2021 fest, dass China dank staatlicher Finanzierung, Subventionen und Steueranreizen für die Industrie schnell aufholt. Der neu veröffentlichte 14. Fünfjahresplan (2021-2025) hat Halbleiter als eine der obersten Prioritäten für"Spitzentechnologien," mit Chinas Staatsrat, der den Ansatz der Regierung&für die Gesamtentwicklung skizziert.
Doch selbst nachdem China im Jahr 2014 im Rahmen des nationalen Plans für integrierte Schaltungen 150 Milliarden US-Dollar ausgegeben hatte, steht es bei der Herstellung der High-End-Chips, die für Mobiltelefone, Laptops und andere High-Tech-Produkte benötigt werden, vor großen technologischen Hürden. Experten erwarten einen gemischten Erfolg Chinas&-- Chinesische Unternehmen werden in einigen Bereichen zurückbleiben, wie z . Globale Risiken bis 2021 Die Dürre in Taiwan unterstreicht die Bedeutung der Wasserversorgung in der globalen Halbleiterlieferkette und die globalen Risiken der Halbleiterpolitik Chinas'sich auf die Folgen für die nationale Sicherheit und die Bemühungen Chinas' um globale Technologiestandards zu setzen, Chinas Rolle in der globalen Lieferkette und Spannungen über die Taiwanstraße in der gesamten Branche. Nationale Sicherheit: Die Vereinigten Staaten betrachten Chinas Aufstieg als wichtiger Akteur in der Halbleiterindustrie als nationales Sicherheitsrisiko. Es folgte eine Reihe von Blacklists. Während sich die Biden-Regierung darauf konzentriert hat, die inländischen Fähigkeiten der USA zu verbessern, um die Beschränkungen für chinesische Halbleiterunternehmen auszuweiten. Am 8. Juni 2021 verabschiedete der US-Senat den American Innovation and Competition Act, der 50 Milliarden US-Dollar als Soforthilfe für die heimische Halbleiterentwicklung bewilligte, was laut Biden entscheidend sei, um die Vereinigten Staaten im 21. Jahrhundert.&Zitat;
Standard: Die USA haben ihre Verbündeten und Partner unter Druck gesetzt, Huawei-Technologie nicht zu verwenden. Dies spricht zum Teil für Bedenken hinsichtlich möglicher Kompromisse bei der nationalen Sicherheit, aber auch für die anhaltenden Bemühungen von Huawei &, globale technische Standards für die 5G-Technologie zu setzen. Bisher haben amerikanische und europäische Unternehmen eine Vorreiterrolle gespielt, indem sie Marktanteile bereitgestellt und auf Geschäftsanforderungen reagiert haben. In seinem Jahresbericht vom Dezember 2020 hat das US Security and Economic Review Board detailliert beschrieben, wie Chinas Bemühungen um die Gestaltung globaler Technologiestandards die staatlich unterstützte Industriepolitik Pekings&widerspiegeln, chinesische Unternehmen in externen Märkten zu privilegieren Märkte, während der inländische Zugang eingeschränkt und autoritäre Normen unterstützt werden. Lieferkette: Unternehmen aus vielen Ländern und vielen Weltregionen sind am Design- und Produktionsprozess beteiligt. Die Störung der globalen Lieferkette der Halbleiterindustrie birgt wirtschaftliche Risiken. Aus diesem Grund haben die Maßnahmen der Trump-Administration&gegen chinesische Unternehmen zu einem Mangel an Produkten geführt, die Halbleiter benötigen, wie Halbleiter und Automobile, da internationale Unternehmen sich bemühen, SMIC als Zulieferer zu ersetzen. Im April 2021 kam die Semiconductor Industry Association zu dem Schluss, dass der Aufbau einer vollständig autarken lokalen Lieferkette 1 Billion US-Dollar kosten würde, was die Kosten für Halbleiter um 65 % erhöhen könnte. Einige Branchenexperten schlagen einen vorsichtigeren Ansatz vor, um die wichtigsten Lücken in der Lieferkette zu schließen, wie etwa den Rückgang des Anteils der US-Produktion von 37 Prozent im Jahr 1990 auf heute 12 Prozent, während andere umfassendere Anstrengungen vorschlagen, um Lücken in der Produktion zu schließen den gesamten US-Produktionsprozess, einschließlich Innovation, Ausrüstung und Verpackung. Taiwan, China: Aufgrund seiner zentralen Rolle in der weltweit fortschrittlichsten Halbleiterfertigung steht Taiwan unter mehrfachem Druck. Im Jahr 2020 machte Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) 55,6 Prozent des globalen Halbleiter-Auftragsfertigungsmarktes aus und produzierte 92 Prozent der weltweit's hochmodernen Chips. Als Reaktion auf neue US-Regeln für Huawei hat TSMC neue Bestellungen für das Unternehmen ausgesetzt, seinen zweitgrößten Kunden nach Apple, der 20 Prozent seines Jahresumsatzes ausmacht. TSMC hat auch zugestimmt, ein Werk in Arizona zu bauen.
Zusätzlich zu all diesen Sorgen erlebte das normalerweise regnerische, subtropische Taiwan im Frühjahr 2021 die schlimmste Dürre seit 56 Jahren, die die globale Halbleiterproduktion bedrohte. Die Dürre verzögerte die Produktion und führte zu Chipknappheit. Halbleiterhersteller waren gezwungen, Wasser zu rationieren und zu transportieren. Aus Sorge, dass der Klimawandel die Niederschläge in Zukunft reduzieren wird, baut TSMC eine neue Anlage, die Industriewasser wiederverwenden kann, während andere Produzenten ihre eigenen Brunnen graben. Am wichtigsten ist, dass Taiwans Dürre im Jahr 2021 auf die Bedeutung von Wasser für die Halbleiterproduktion aufmerksam machte. Wasserrisiko Die Sicherstellung ausreichender Mengen an Halbleitern und der Aufbau heimischer Produktionskapazitäten sind nicht die einzigen Herausforderungen für China. Sicherzustellen, dass genug Wasser für die Herstellung von Halbleitern vorhanden ist, kann noch entmutigender sein. ChinaWaterRisk berechnet, dass eine Fabrik, die 40.000 Leiterplatten produziert, täglich 4,8 Millionen Gallonen Wasser benötigt, genug, um eine Stadt mit 60.000 Einwohnern zu versorgen.
Inmitten der beispiellosen Überschwemmungen in Zentralchina sollte daran erinnert werden, dass China insgesamt relativ unsicher ist, was sein Wasser angeht – es hat nur 7 Prozent des weltweiten Wassers, obwohl es 20 Prozent des Wassers hat Welt's Bevölkerung. Wasser wird auch ungleichmäßig verteilt. Nordchina, wo sich der größte Teil der Halbleiterindustrie befindet, verfügt nur über ein Fünftel der Wasserressourcen des Landes. Selbst angesichts der Wasserknappheit hat Chinas Halbleiterindustrie Probleme mit der Wassernutzung. Eine Studie aus dem Jahr 2017 über das in der Halbleiterindustrie verwendete Wasser hat ergeben, dass China sowohl für den Spülprozess als auch für den zu seiner Herstellung erforderlichen Strom mehr Wasser verbraucht als andere große Hersteller (Japan, Südkorea, Taiwan und die Vereinigten Staaten). Im Vergleich zu den USA verbraucht China dreimal so viel Wasser. Tatsächlich werden 27 % des chinesischen Brauchwassers von der Halbleiterindustrie absorbiert.
Die ehrgeizige Entwicklung von Chinas Halbleitern muss die Wasserressourcen berücksichtigen, die erforderlich sind, um dieses Ziel zu erreichen, das China fehlt. Wie wir in Taiwan's Dürre im Jahr 2021 gesehen haben, kann Wasserknappheit selbst mit Spitzentalenten und modernster Technologie die Produktion zum Erliegen bringen.