美國晶圓廠激增　是機遇也是挑戰

編譯／高晟鈞

四年前，在疫情發生前，應該沒有任何經濟學家會預料到，由於沒有合適的晶片供應，福特只有將近100,000輛汽車的季度銷量。更少的人預料到，美國境內半導體工廠劇增，試圖連同晶片製造一併承包。

據半導體行業協會報告，自2020年來，超過35間公司已承諾向美國的晶片相關製造項目，提供超過2000億美元的資金；與此同時，一場危機也逐漸誕生。據美國海洋和大氣協會的紀錄，過去八年氣溫高居不下，甚至突破了歷史新高；而高溫則加劇了乾旱的產生。

半導體行業是用水密集型的產業，一家晶圓廠每天的用水量可達數千萬加侖，超過了一個小城市的家庭用水量總值。包括Intel、台積電等大廠挹注了數十億美元在美國設廠，在農民也得限水的狀況下，晶片製造商也不得不忽視他們的整體碳足跡。

半導體晶片的製造，即使是最輕微的灰塵汙染都會影響產品質量，因此，供水可說是掌管了矽晶體管、電容器乃至整個矽晶圓製造的命脈。為了最有效的去除汙染物，晶圓廠只使用超純水（UPW）進行沖洗，而製造1000加侖的UPW需要1.5倍左右的用水，因此整體的用水量是相當可觀的。

去年夏天，各地乾旱頻傳，乾涸的河流與湖泊成為全球新聞，如何建立有效的廢水循環以維持晶片的製造至關重要。Intel便在2021年的時候，成功將使用的160億加侖的淡水、再生水與淡化水中的85%，回收到周圍的社區與環境中。

另一方面，半導體行業所使用的能源消耗也相當龐大。一個正常的晶圓廠，一年耗電量相當於50,000戶家庭。而半導體的產生，包含了設計、製造、運送、分裝、組合到販賣，所有過程都是碳足跡的一部分。考量到這些因素，美國的晶圓製造廠很大程度地縮短了供應鏈中，每項流程負責廠商的物理距離。

是機遇、是挑戰也是重新審思半導體行業的契機。在未來的很長時間，相信半導體仍就會是龍頭科技之一，如何降低製造過程中，每個環節的碳排放是很重要的議題。隨著2022年CHIPS法案的推動，它賦予了美國，一次從頭建設一個永續性行業鏈的機會。

資料來源:PowerElectricitynews

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