第三个系列:半导体制造业如何影响水的供应和质量。
能源(在讨论之后第2部分本系列的),水是最大的工厂工厂浪费输入和最大的贡献者。然而工具分析工厂的水足迹成熟通常低于排放的分析工具,有限公司2和其他温室气体。
在某种程度上,这可能是由于水的消耗主要是当地的一个问题,而温室气体排放是全球关注。工厂废水的清洁可能受国家级法规,但不同的社区有不同气候和不同的水资源。干旱气候的地区必然水资源管理不同于地区丰富的降雨。
水也相对容易回收。治疗后,工艺用水往往是在工厂中重用冷却装置,然后再用于景观灌溉。台积电索赔每一滴水从市政供应3.5倍重用。净用水量最多晶圆厂远小于颗水使用的总和。
帮助工厂邻居与水回收利用
一步综合分析,汤姆·库珀和Joyann Pafumi在英特尔指出水的消耗,能源消耗,可以归因于三个主要原因。1消费范围,由工厂直接使用,包括所有的水来自外部资源——无论是井或市政供应,为任何目的,从过程水员工卫生。水用于冷却装置、灌溉等可以守恒的运用同样的原则在其他行业使用。园林绿化与植物原产于本地气候,减少灌溉的必要性。系统循环加热和冷却用水应该匹配他们的体积被加热或冷却的能力。
过程用水,另一方面,在很大程度上是“内置”工厂和过程设计。湿台坦克是由晶片的尺寸和批量大小和均匀流的必要性。行业节水努力推动更多的采用节水湿长椅,每个晶片减少水的消耗。在更大的范围内,相同的过程趋势倾向于增加能源使用也往往以减少用水量。过去几个流程节点,大批湿处理步骤已经被plasma-based清洁和蚀刻步骤与单晶片喷射清洗和除渣。
另一方面,增加使用CMP和多步光刻过程往往会增加每个设备层用水。一个ISMI研究估计CMP可能占过程用水量的一半。因此,等措施减少水流在工具冲洗水和重用工具闲置期间失去了可以带来显著的储蓄。作为一个群体,湿流程步骤可能产生或多或少有毒废物,根据化学过程。毒性反过来决定了水的程度可以重用和治疗是必需的。
这里,当地条件可以产生重大影响所需的水处理和处理废水的最佳方式。例如,市政水提供给英特尔的钱德勒,AZ,植物有高水平的溶解矿物质,在工厂中使用之前需要额外的净化。净化产生大量有毒的盐水,不能发布卫生下水道或直接进入地下水。更有效地管理这个盐水,英特尔钱德勒的城市工作提升城市的反渗透净水设施。英特尔现有的盐水集中器是安装在城市设施和帮助改善水回收。这个设施,根据托德·布雷迪,英特尔的全球可持续发展总监,清洗废水从钱德勒工厂饮用水标准,允许它被注入回当地的含水层。英特尔还使用钱德勒的灰色水洗涤塔的一部分,冷却塔,景观灌溉。
能源使用驱动器用水
2、范围用水与购买相关的能量,可以占到惊人的份额工厂的水足迹,根据能量来源。任何形式的汽轮机发电消耗水,虽然是重用。燃煤发电,然而,也使用水冲掉煤灰和其他残留物。石油和天然气开采可以消耗大量的水,。在这两种情况下,有毒污染物可以防止任何进一步的使用水。但即使是“绿色”燃料不完全是良性的。例如,来自有目的地种植生物燃料作物,如谷物生产的乙醇或大豆种植的石油——可能需要大量的灌溉用水。实际上,英特尔,发现范围2消费约占28%的总体水足迹。通过使用可再生能源和审计供应商确保只有农业废物和其他副产品用于燃料生产,公司减少了60%的范围2用水相对于美国标准的能量分布。如果没有这些努力,它估计范围2用水会占总数的一半以上,甚至超过直接使用公司的晶圆厂。
能够节省水
3范围,与供应链相关的用水量,是另一个潜在的大贡献者工厂的总体水足迹。在这里,分析师面临严重缺乏准确的数据。生产工厂的化学品使用多少水呢?如何改变随着纯度增加数量吗?电子级化学品负责不成比例的化工水消费?
就像集成电路技术可以实现节能、它可以帮助优化用水,工厂和外。更好的工厂废水的分析可以帮助促进水资源保护和识别机会重用。更好的水净化技术既能减少浪费工厂的超纯水设备,允许处理工厂废水返回公共供水。更好的短期和长期预测可以帮助工厂经理和市政当局平衡工厂用水水对其他用户,并能告知位置规划。与能源,半导体行业的规模要求适当的关注其他水用户的需求。
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