Todo mundo sabe que derramar água em um telefone celular é uma má ideia, mas você sabia que é preciso mais de 3.000 litros de água para fazer um telefone celular? A água é necessária para minerar metais, para fazer a cola e o plástico usados na montagem e embalagem e para diluir a água residual usada ao longo do processo. Isso' é 10 vezes mais água do que o chinês médio usa todos os dias.
Isso é especialmente verdadeiro para os semicondutores, os minúsculos circuitos chamados chips que acionam todos os nossos dispositivos eletrônicos, incluindo o seu telefone móvel. Cada placa de circuito integrado de 30 centímetros de comprimento que se encaixa no chip do telefone requer pelo menos 2.000 galões de água para ser produzida. Isso ocorre porque cada chip precisa ser lavado com água ultra-pura (UPW) - água pura é considerada um solvente industrial - para remover detritos (íons, partículas, sílica, etc.) do processo de fabricação e evitar a contaminação de o chip. São necessários 1.400 a 1.600 galões de água da torneira para produzir 1.000 galões de UPW.
Os semicondutores são agora o foco da competição geopolítica entre a China e os Estados Unidos. Se os dados são o novo petróleo e a inteligência artificial (IA) é a nova eletricidade, então faz sentido ver os semicondutores como um recurso global que cria riscos como qualquer outro. Também precisamos nos lembrar da água necessária para fazê-los.
Enquanto a China responde por apenas 7,6 por cento das vendas de semicondutores, seu enorme investimento planejado no setor - US $ 150 bilhões entre 2014 e 2030 - levantou temores de um" momento Sputnik" ;, China [GG ] # 39; s determinação em alcançar a grandeza tecnológica. Apesar do aumento no financiamento, o fornecimento de água continua sendo uma restrição importante porque a produção de semicondutores requer grandes quantidades de água, que falta na China, especialmente em áreas onde a fabricação de chips está concentrada.
Até agora, a demanda de água para a produção de semicondutores não se tornou uma grande preocupação na China, que se concentrou no desenvolvimento de tecnologia doméstica para reduzir sua dependência das cadeias de abastecimento globais. Embora a China seja uma retardatária no mercado de semicondutores, um estudo de julho de 2021 da Semiconductor Industry Association observou que a China está se recuperando rapidamente graças ao financiamento governamental, subsídios e incentivos fiscais para a indústria. O recém-lançado 14º Plano Quinquenal (2021-2025) identificou os semicondutores como uma das principais prioridades para" tecnologias de ponta," com o Conselho de Estado da China' delineando a abordagem do governo' para o desenvolvimento geral.
Ainda assim, mesmo depois de gastar US $ 150 bilhões em 2014 sob o plano nacional de circuito integrado, a China enfrenta grandes obstáculos tecnológicos na produção de chips de ponta necessários para telefones celulares, laptops e outros produtos de alta tecnologia. Os especialistas esperam que o sucesso da China' seja misto - as empresas chinesas ficarão para trás em algumas áreas, como tecnologia e materiais de manufatura de última geração, mas se tornarão competitivas na terceirização de montagem e teste (OSAT) e design de chips . Riscos globais até 2021 A seca de Taiwan destaca a importância do abastecimento de água na cadeia global de abastecimento de semicondutores e os riscos globais do foco da política de semicondutores da China' nas consequências para a segurança nacional, esforços da China' para definir os padrões globais de tecnologia, o papel da China' na cadeia de abastecimento global e as tensões através do Estreito em todo o setor. Segurança nacional: Os Estados Unidos vêem o surgimento da China' como um importante player na indústria de semicondutores como um risco à segurança nacional. Seguiu-se uma série de listas negras. Enquanto a administração Biden tem se concentrado em melhorar as capacidades domésticas dos EUA, a fim de expandir as restrições às empresas chinesas de semicondutores. Em 8 de junho de 2021, o Senado dos Estados Unidos aprovou a Lei Americana de Inovação e Concorrência, destinando US $ 50 bilhões em fundos de emergência para o desenvolvimento doméstico de semicondutores, que Biden disse ser fundamental para manter os Estados Unidos à frente da concorrência" no dia 21 século."
Padrão: Os EUA têm pressionado seus Aliados e parceiros a não usar a tecnologia Huawei. Isso diz respeito em parte às preocupações sobre possíveis comprometimentos à segurança nacional, mas também aos esforços contínuos da Huawei&nº 39 para definir os padrões técnicos globais para a tecnologia 5G. Até agora, as empresas americanas e europeias têm liderado o caminho, fornecendo participação de mercado e respondendo às necessidades de negócios. Em seu relatório anual de dezembro de 2020, o Conselho de Revisão Econômica e de Segurança dos Estados Unidos detalhou como os esforços da China' para moldar os padrões de tecnologia globais refletem a política industrial de Pequim' apoiada pelo estado de privilegiar as empresas chinesas no exterior mercados, limitando o acesso doméstico e apoiando normas autoritárias. Cadeia de suprimentos: empresas de muitos países e regiões do mundo estão envolvidas no processo de design e produção. Existem riscos econômicos em interromper a cadeia de suprimentos global da indústria de semicondutores'. Por esse motivo, as ações da administração Trump' s contra as empresas chinesas levaram à escassez de produtos que exigem semicondutores, como semicondutores e automóveis, à medida que empresas internacionais lutam para substituir SMIC como fornecedores. Em abril de 2021, a Semiconductor Industry Association concluiu que custaria US $ 1 trilhão para construir uma cadeia de abastecimento local totalmente autossuficiente, o que poderia adicionar 65% ao custo dos semicondutores. Alguns especialistas da indústria sugerem uma abordagem mais cautelosa para abordar as lacunas mais importantes na cadeia de abastecimento, como o declínio na participação da produção dos EUA de 37 por cento em 1990 para 12 por cento hoje, enquanto outros sugerem um esforço mais abrangente para preencher as lacunas em todo o processo de produção nos Estados Unidos, incluindo inovação, equipamentos e embalagens. Taiwan, China: Taiwan enfrenta várias pressões devido ao seu papel central na fabricação de semicondutores mais avançada do mundo&# 39. Em 2020, a Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) respondeu por 55,6 por cento do mercado global de fabricação de semicondutores por contrato e produziu 92 por cento dos chips de ponta do mundo' Em resposta às novas regras dos EUA para a Huawei, a TSMC suspendeu novos pedidos para a empresa, seu segundo maior cliente depois da Apple, responsável por 20 por cento de sua receita anual. A TSMC também concordou em construir uma fábrica no Arizona.
Além de todas essas preocupações, na primavera de 2021, geralmente chuvosa, a região subtropical de Taiwan experimentou sua pior seca em 56 anos, ameaçando a produção global de semicondutores. A seca atrasou a produção e levou à escassez de cavacos. Os fabricantes de semicondutores foram forçados a racionar a água e colocá-la em caminhões. Com medo de que a mudança climática reduzirá as chuvas no futuro, a TSMC está construindo uma nova planta que pode reutilizar água industrial, enquanto outros produtores estão cavando seus próprios poços. Mais importante ainda, a seca de 2021 em Taiwan' s chamou a atenção para a importância da água para a produção de semicondutores. Risco da água Garantir quantidades suficientes de semicondutores e desenvolver a capacidade de produção doméstica não são os únicos desafios que a China enfrenta. Certificar-se de que há' há água suficiente para fazer semicondutores pode ser ainda mais assustador. ChinaWaterRisk calcula que uma fábrica de 40.000 placas de circuito precisaria de 4,8 milhões de galões de água por dia, o suficiente para abastecer uma cidade de 60.000 habitantes.
Em meio às enchentes sem precedentes na China central, vale lembrar que a China como um todo é relativamente insegura quanto à sua água - possui apenas 7 por cento da água do mundo' s, apesar de possuir 20 por cento da água população mundial' s. A água também é distribuída de forma desigual. O norte da China, onde está localizada a maior parte da indústria de semicondutores, possui apenas um quinto dos recursos hídricos do país' s. Mesmo em face da escassez de água, a indústria de semicondutores da China' s tem problemas com o uso de água. Um estudo de 2017 sobre a água usada na indústria de semicondutores descobriu que a China usa mais água do que outros grandes produtores (Japão, Coreia do Sul, Taiwan e Estados Unidos) tanto para o processo de enxágue quanto para a eletricidade necessária para produzi-la. Em comparação com os Estados Unidos, a China usa três vezes mais água. Na verdade, 27% da água industrial da China' s é absorvida pela indústria de semicondutores.
O ambicioso desenvolvimento do semicondutor da China' precisa levar em consideração os recursos hídricos necessários para atingir essa meta, que falta à China. Como vimos na seca de 2021 em Taiwan&# 39, mesmo com os melhores talentos e tecnologia de ponta, a escassez de água pode prejudicar a produção.