Visi žino išsiliejimo vandens mobilųjį telefoną yra bloga idėja, bet ar žinote, kad ji užima daugiau nei 3000 galonų vandens, kad mobilųjį telefoną? Vanduo reikalingas metalams kasti, klijams ir plastikui, naudojamiems surinkimui ir pakavimui, gaminti ir viso proceso metu naudojamoms nuotekoms atskiesti. Tai 10 kartų daugiau vandens nei vidutinis Kinijos asmuo naudoja kiekvieną dieną.
Tai ypač pasakytina apie puslaidininkius, mažytes grandines, vadinamas lustais, kurie maitina visus mūsų elektroninius prietaisus, įskaitant jūsų mobilųjį telefoną. Kiekvienai 30 centimetrų ilgio integrinių grandynų plokštei, kuri telpa į jūsų telefono lustą, reikia pagaminti ne mažiau kaip 2000 galonų vandens. Taip yra todėl, kad kiekvieną lustą reikia nuplauti itin grynu vandeniu (UPW) - grynas vanduo laikomas pramoniniu tirpikliu - pašalinti šiukšles (jonus, daleles, kvarcą ir tt) iš gamybos proceso ir užkirsti kelią lusto užteršimui. Tai užtrunka nuo 1400 iki 1600 galonų vandentiekio vandens, kad 1000 galonų UPW.
Puslaidininkiai dabar yra geopolitinės konkurencijos tarp Kinijos ir Jungtinių Amerikos Valstijų dėmesio centre. Jei duomenys yra nauja nafta ir dirbtinis intelektas (DI) yra nauja elektra, tada prasminga pusiaulaidininkus laikyti pasauliniu šaltiniu, kuris kelia riziką, kaip ir bet kuris kitas. Taip pat turime prisiminti vandenį, reikalingą jiems pagaminti.
Nors Kinija sudaro tik 7,6 proc. puslaidininkių pardavimų, jos didžiulės planuojamos investicijos į šį sektorių (2014–2030 m. – 150 mlrd. Nepaisant finansavimo padidėjimo, vandens tiekimas tebėra svarbus suvaržymas, nes puslaidininkių gamybai reikia daug vandens, kurio Kinijai trūksta, ypač tose srityse, kuriose sutelkta lustų gamyba.
Iki šiol puslaidininkių gamybos vandens paklausa netapo dideliu rūpesčiu Kinijoje, kuri daugiausia dėmesio skyrė vidaus technologijų kūrimui, kad sumažintų savo priklausomybę nuo pasaulinių tiekimo grandinių. Nors Kinija vėluoja puslaidininkių, Puslaidininkių pramonės asociacijos 2021 m. liepos mėn. Naujai išleistame 14-ajame penkerių metų plane (2021–2025 m.) puslaidininkiai įvardijami kaip vienas iš svarbiausių "pažangiausių technologijų" prioritetų, o Kinijos Valstybės taryba išdėstė vyriausybės požiūrį į bendrą plėtrą.
Vis dėlto, net ir 2014 m. išleidusi 150 milijardų DOLERIŲ pagal nacionalinį integrinių grandynų planą, Kinija susiduria su didelėmis technologinėmis kliūtimis gamindama aukščiausios klasės lustus, reikalingus mobiliesiems telefonams, nešiojamiesiems kompiuteriams ir kitiems aukštųjų technologijų produktams. Ekspertai tikisi, kad Kinijos sėkmė bus mišri - Kinijos bendrovės atsiliks kai kuriose srityse, pavyzdžiui, pažangiausių sutarčių gamybos technologijų ir medžiagų, tačiau tampa konkurencingos užsakomųjų surinkimo ir bandymų (OSAT) ir lustų projektavimo srityje. Pasaulinė rizika Iki 2021 m. Taivano sausra pabrėžia vandens tiekimo svarbą pasaulinėje puslaidininkių tiekimo grandinėje, o pasaulinė Kinijos puslaidininkių politikos rizika yra susijusi su pasekmėmis nacionaliniam saugumui, Kinijos pastangomis nustatyti pasaulinius technologijų standartus, Kinijos vaidmeniu pasaulinėje tiekimo grandinėje ir įtampa tarp sąsiaurių visame sektoriuje. Nacionalinis saugumas: Jungtinės Valstijos kinijos, kaip pagrindinės puslaidininkių pramonės veikėjos, atsiradimą laiko nacionalinio saugumo rizika. Po to sekė juodųjų sąrašų serija. Nors J. Bideno administracija sutelkė dėmesį į JAV vidaus pajėgumų gerinimą, kad išplėstų apribojimus Kinijos puslaidininkių bendrovėms. 2021 m. birželio 8 d. JAV Senatas priėmė Amerikos inovacijų ir konkurencijos įstatymą, kuriuo buvo pasisavinta 50 mlrd.
Standartas: JAV spaudė savo sąjungininkes ir partnerius nenaudoti "Huawei" technologijos. Tai iš dalies susiję ne tik su susirūpinimu dėl galimų kompromisų nacionaliniam saugumui, bet ir su "Huawei" nuolatinėmis pastangomis nustatyti pasaulinius techninius 5G technologijos standartus. Iki šiol Amerikos ir Europos bendrovės pirmauja užtikrindamos rinkos dalį ir reaguodamos į verslo poreikius. 2020 m. gruodžio metinėje ataskaitoje JAV Saugumo ir ekonomikos peržiūros valdyba išsamiai išdėstė, kaip Kinijos pastangos formuoti pasaulinius technologijų standartus atspindi Pekino valstybės remiamą pramonės politiką, kuria siekiama, kad Kinijos bendrovės būtų privileging užsienio rinkose, kartu ribojant prieigą prie vidaus ir remiant autoritarines normas. Tiekimo grandinė: projektavimo ir gamybos procese dalyvauja įmonės iš daugelio šalių ir daugelio pasaulio regionų. Kyla ekonominė rizika sutrikdyti puslaidininkių pramonės pasaulinę tiekimo grandinę. Dėl šios priežasties D. Trumpo administracijos veiksmai prieš Kinijos bendroves lėmė produktų, kuriems reikalingi puslaidininkiai, pavyzdžiui, puslaidininkių ir automobilių, trūkumą, tarptautinėms bendrovėms peštynėmis pakeičiant S.M.I.C. tiekėjais. 2021 m. balandį Puslaidininkių pramonės asociacija padarė išvadą, kad visiškai savarankiškos vietinės tiekimo grandinės kūrimas kainuotų 1 trilijoną JAV dolerių, o tai galėtų pridėti 65% puslaidininkių išlaidų. Kai kurie pramonės ekspertai siūlo atsargesnį požiūrį į svarbiausių tiekimo grandinės skylių šalinimą, pvz., JAV gamybos dalies sumažėjimą nuo 37 procentų 1990 m. iki 12 procentų šiandien, o kiti siūlo išsamesnes pastangas užpildyti spragas visame JAV gamybos procese, įskaitant inovacijas, įrangą ir pakuotes. Taivanas, Kinija: Taivanas susiduria su daugybe spaudimo dėl savo pagrindinio vaidmens pažangiausioje pasaulyje puslaidininkių gamyboje. 2020 m. Taivano puslaidininkių gamyba (TSMC) sudarė 55,6 proc. pasaulinės puslaidininkių kontraktinės gamybos rinkos ir pagamino 92 proc. pažangiausių pasaulio lustų. Reaguodama į naujas JAV taisykles dėl "Huawei", TSMC sustabdė naujus užsakymus bendrovei, antrai pagal dydį jos klientui po "Apple", sudarančiai 20 proc. jos metinių pajamų. TSMC taip pat sutiko statyti gamyklą Arizonoje.
Be visų šių problemų, 2021 m. pavasarį paprastai lietingas, subtropinis Taivanas patyrė didžiausią sausrą per 56 metus, keliančią grėsmę pasaulinei puslaidininkių gamybai. Sausra atidėjo gamybą ir lėmė lustų trūkumą. Puslaidininkių gamintojai buvo priversti racionuoti vandenį ir jį sunkvežimiais. Susirūpinęs, kad klimato kaita sumažins kritulių kiekį ateityje, TSMC stato naują gamyklą, kuri gali pakartotinai naudoti pramoninį vandenį, o kiti gamintojai kasti savo Wells. Svarbiausia, kad Taivano 2021 m. sausra atkreipė dėmesį į vandens svarbą puslaidininkių gamybai. Vandens rizika Pakankamo puslaidininkių kiekio užtikrinimas ir vidaus gamybos pajėgumų plėtra nėra vieninteliai iššūkiai, su kuriais susiduria Kinija. Įsitikinkite, kad yra pakankamai vandens, kad puslaidininkiai gali būti dar bauginantis. ChinaWaterRisk skaičiuoja, kad gamykla, gaminanti 40.000 plokštės reikės 4,8 milijono galonų vandens per dieną, pakankamai tiekti 60.000 žmonių miestą.
Tarp precedento neturinčių potvynių centrinėje Kinijoje, verta prisiminti, kad Kinija kaip visuma yra gana nesaugus apie savo vandenį - ji turi tik 7 procentų pasaulio vandens, nepaisant to, kad 20 procentų pasaulio gyventojų. Vanduo taip pat yra netolygiai paskirstytas. Šiaurės Kinijoje, kur yra didžioji puslaidininkių pramonės dalis, yra tik penktadalis šalies vandens išteklių. Net vandens trūkumo akivaizdoje Kinijos puslaidininkių pramonė turi problemų dėl vandens naudojimo. 2017 m. puslaidininkių pramonėje naudojamo vandens tyrimas parodė, kad Kinija naudoja daugiau vandens nei kiti pagrindiniai gamintojai (Japonija, Pietų Korėja, Taivanas ir Jungtinės Valstijos) tiek skalavimo procesui, tiek elektros energijai, reikalingai jam gaminti. Palyginti su Jungtinėmis Valstijomis, Kinija sunaudoja tris kartus daugiau vandens. Tiesą sakant, 27 proc. Kinijos pramoninio vandens absorbuoja puslaidininkių pramonė.
Plataus užmojo Kinijos puslaidininkių plėtra turi atsižvelgti į vandens išteklius, reikalingus šiam tikslui pasiekti, kurio Kinijai trūksta. Kaip matėme Taivano sausroje 2021 m., net ir turint geriausius talentus ir pažangiausias technologijas, vandens trūkumas gali sužlugdyti gamybą.