Semua orang tahu menumpahkan air pada telefon bimbit adalah idea yang buruk, tetapi adakah anda tahu bahawa ia mengambil lebih daripada 3,000 gelen air untuk membuat telefon bimbit? Air diperlukan untuk melombong logam, membuat gam dan plastik yang digunakan untuk pemasangan dan pembungkusan, dan untuk mencairkan air sisa yang digunakan sepanjang proses. Itu 10 kali lebih banyak air daripada purata orang Cina menggunakan setiap hari.
Ini benar terutamanya daripada semikonduktor, litar kecil yang dipanggil cip yang berkuasa semua peranti elektronik kami, termasuk telefon bimbit anda. Setiap papan litar bersepadu sepanjang 30 sentimeter yang sesuai dengan cip dalam telefon anda memerlukan sekurang-kurangnya 2,000 gelen air untuk dihasilkan. Ini kerana setiap cip perlu disumbat dengan air ultra tulen (UPW) -- air tulen dianggap pelarut industri -- untuk membuang serpihan (ion, zarah, silika, dan lain-lain) dari proses pembuatan dan untuk mencegah pencemaran cip. Ia mengambil masa 1,400 hingga 1,600 gelen air paip untuk membuat 1,000 gelen UPW.
Semikonduktor kini menjadi tumpuan persaingan geopolitik antara China dan Amerika Syarikat. Jika data adalah minyak baru dan kecerdasan buatan (AI) adalah elektrik baru, maka masuk akal untuk melihat semikonduktor sebagai sumber global yang mewujudkan risiko sama seperti yang lain. Kita juga perlu ingat air yang diperlukan untuk membuatnya.
Walaupun China hanya menyumbang 7.6 peratus daripada jualan semikonduktor, pelaburan besar-besaran yang dirancang dalam sektor itu -- $ 150bn antara 2014 dan 2030 -- telah menimbulkan kebimbangan "detik Sputnik", keazaman China untuk mencapai kehebatan teknologi. Walaupun lonjakan pembiayaan, bekalan air tetap menjadi kekangan penting kerana pengeluaran semikonduktor memerlukan sejumlah besar air, yang China kekurangan, terutamanya di kawasan di mana pembuatan cip tertumpu.
Setakat ini, permintaan air untuk pengeluaran semikonduktor tidak menjadi kebimbangan utama di China, yang telah memberi tumpuan kepada membangunkan teknologi domestik untuk mengurangkan kebergantungannya kepada rantaian bekalan global. Walaupun China adalah pendatang lewat dalam semikonduktor, kajian Julai 2021 oleh Persatuan Industri Semikonduktor menyatakan bahawa China cepat mengejar terima kasih kepada pembiayaan kerajaan, subsidi dan insentif cukai untuk industri. Rancangan Lima Tahun Ke-14 yang baru dikeluarkan (2021-2025) telah mengenal pasti semikonduktor sebagai salah satu keutamaan utama untuk "teknologi canggih," dengan Majlis Negara China menggariskan pendekatan kerajaan terhadap pembangunan keseluruhan.
Namun, walaupun selepas membelanjakan $ 150 bilion pada tahun 2014 di bawah pelan litar Bersepadu kebangsaan, China menghadapi halangan teknologi utama dalam menghasilkan cip mewah yang diperlukan untuk telefon bimbit, komputer riba dan produk berteknologi tinggi yang lain. Pakar menjangkakan kejayaan China bercampur -- syarikat China akan ketinggalan dalam beberapa bidang, seperti teknologi dan bahan pembuatan kontrak canggih, tetapi menjadi kompetitif dalam pemasangan dan ujian penyumberan luar (OSAT) dan reka bentuk cip. Risiko Global Sehingga 2021 Kemarau Taiwan menekankan kepentingan bekalan air dalam rantaian bekalan semikonduktor global, dan risiko global dasar semikonduktor China memberi tumpuan kepada kesan keselamatan negara, usaha China untuk menetapkan standard teknologi global, peranan China dalam rantaian bekalan global, dan ketegangan rentas selat di seluruh sektor. Keselamatan negara: Amerika Syarikat menganggap kemunculan China sebagai pemain utama dalam industri semikonduktor sebagai risiko keselamatan negara. Satu siri senarai hitam diikuti. Walaupun pentadbiran Biden telah memberi tumpuan kepada meningkatkan keupayaan domestik A.S. untuk memperluaskan sekatan ke atas syarikat semikonduktor China. Pada 8 Jun 2021, Senat A.S. meluluskan Akta Inovasi dan Persaingan Amerika, memperuntukkan $50 bilion dalam pembiayaan kecemasan untuk pembangunan semikonduktor domestik, yang biden berkata adalah penting untuk memastikan Amerika Syarikat mendahului persaingan "pada abad ke-21."
Standard: AS telah menekan sekutu dan rakan kongsinya untuk tidak menggunakan teknologi Huawei. Ini sebahagiannya bercakap kepada kebimbangan mengenai kemungkinan kompromi terhadap keselamatan negara, tetapi juga kepada usaha berterusan Huawei untuk menetapkan standard teknikal global bagi teknologi 5G. Setakat ini, syarikat Amerika dan Eropah telah memimpin jalan dengan menyediakan bahagian pasaran dan bertindak balas terhadap keperluan perniagaan. Dalam laporan tahunan Disember 2020, Lembaga Keselamatan dan Kajian Ekonomi AS memperincikan bagaimana usaha China untuk membentuk standard teknologi global mencerminkan dasar perindustrian yang disokong beijing untuk menggugamkan syarikat-syarikat China di pasaran luar sambil mengehadkan akses domestik dan menyokong norma autoritarian. Rantaian bekalan: Syarikat dari banyak negara dan banyak rantau dunia terlibat dalam proses reka bentuk dan pengeluaran. Terdapat risiko ekonomi dalam mengganggu rantaian bekalan global industri semikonduktor. Atas sebab itu, tindakan pentadbiran Trump terhadap syarikat-syarikat China telah menyebabkan kekurangan produk yang memerlukan semikonduktor, seperti semikonduktor dan kereta, kerana syarikat antarabangsa berebut untuk menggantikan S.M.I.C. sebagai pembekal. Pada bulan April 2021, Persatuan Industri Semikonduktor menyimpulkan bahawa ia akan menelan kos $ 1 trilion untuk membina rantaian bekalan tempatan yang mencukupi sepenuhnya, yang boleh menambah 65% kepada kos semikonduktor. Sesetengah pakar industri mencadangkan pendekatan yang lebih berhati-hati untuk menangani lubang yang paling penting dalam rantaian bekalan, seperti penurunan bahagian pembuatan A.S. daripada 37 peratus pada tahun 1990 kepada 12 peratus hari ini, sementara yang lain mencadangkan usaha yang lebih komprehensif untuk mengisi jurang dalam keseluruhan proses pengeluaran A.S., termasuk inovasi, peralatan dan pembungkusan. Taiwan, China: Taiwan menghadapi pelbagai tekanan kerana peranan utamanya dalam pembuatan semikonduktor paling maju di dunia. Pada tahun 2020, Taiwan Semiconductor Manufacturing (TSMC) menyumbang 55.6 peratus daripada pasaran pembuatan kontrak semikonduktor global dan menghasilkan 92 peratus daripada cip canggih di dunia. Sebagai tindak balas kepada peraturan baru AS mengenai Huawei, TSMC menggantung pesanan baru untuk syarikat itu, pelanggan kedua terbesar selepas Apple, menyumbang 20 peratus daripada hasil tahunannya. TSMC juga telah bersetuju untuk membina sebuah kilang di Arizona.
Sebagai tambahan kepada semua kebimbangan ini, pada musim bunga 2021, biasanya hujan, subtropical Taiwan mengalami kemarau terburuk dalam 56 tahun, mengancam pengeluaran semikonduktor global. Kemarau melambatkan pengeluaran dan menyebabkan kekurangan cip. Pembuat semikonduktor terpaksa menyimbah air dan trak di dalamnya. Bimbang perubahan iklim akan mengurangkan hujan pada masa akan datang, TSMC sedang membina loji baru yang boleh menggunakan semula air perindustrian, manakala pengeluar lain menggali Wells mereka sendiri. Paling penting, kemarau 2021 Taiwan menarik perhatian kepada kepentingan air kepada pengeluaran semikonduktor. Risiko air Memastikan kuantiti semikonduktor yang mencukupi dan membangunkan kapasiti pengeluaran domestik bukan satu-satunya cabaran yang dihadapi China. Memastikan ada air yang cukup untuk membuat semikonduktor bisa lebih menakutkan. ChinaWaterRisk mengira bahawa kilang yang menghasilkan 40,000 papan litar memerlukan 4.8 juta gelen air sehari, cukup untuk membekalkan bandar yang ada 60,000 orang.
Di tengah-tengah banjir yang belum pernah berlaku sebelum ini di tengah China, perlu diingat bahawa China secara keseluruhannya agak tidak selamat mengenai airnya -- ia hanya mempunyai 7 peratus air dunia, walaupun mempunyai 20 peratus daripada penduduk dunia. Air juga tidak sekata diedarkan. China Utara, di mana kebanyakan industri semikonduktor terletak, hanya mempunyai satu perlima daripada sumber air negara. Walaupun dalam menghadapi kekurangan air, industri semikonduktor China mempunyai masalah dengan penggunaan air. Kajian 2017 air yang digunakan dalam industri semikonduktor mendapati bahawa China menggunakan lebih banyak air daripada pengeluar utama lain (Jepun, Korea Selatan, Taiwan dan Amerika Syarikat) untuk proses membilas dan untuk elektrik yang diperlukan untuk menghasilkannya. Berbanding dengan Amerika Syarikat, China menggunakan tiga kali lebih banyak air. Malah, 27% daripada air perindustrian China diserap oleh industri semikonduktor.
Pembangunan semikonduktor China yang bercita-cita tinggi perlu mengambil kira sumber air yang diperlukan untuk mencapai matlamat ini, yang China kekurangan. Seperti yang kita lihat dalam kemarau Taiwan pada tahun 2021, walaupun dengan bakat terkemuka dan teknologi canggih, kekurangan air boleh menggagalkan pengeluaran.