Changement climatique et stress hydrique dans la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs

Les semi-conducteurs sont aussi essentiels à l'infrastructure économique mondiale que le pétrole l'était autrefois. Ils sont à la base d'innombrables appareils, des smartphones aux voitures en passant par les équipements médicaux de pointe. Cependant, l'industrie des semi-conducteurs est confrontée à un défi de taille : la menace croissante du changement climatique et de la pénurie d'eau. Comme le souligne l'article du Forum économique mondial, ces problèmes environnementaux ont des répercussions importantes sur la chaîne d'approvisionnement des semi-conducteurs, ce qui justifie une attention urgente et des solutions innovantes.

La montée en puissance du changement climatique

Le changement climatique n'est plus une menace lointaine ; ses effets sont palpables et s'accélèrent. Les phénomènes météorologiques extrêmes - tempêtes, inondations et vagues de chaleur - sont de plus en plus fréquents et graves. Ces événements peuvent perturber les installations de fabrication de semi-conducteurs, qui sont souvent situées dans des régions vulnérables au climat. Par exemple, Taïwan, l'un des principaux producteurs de semi-conducteurs, est confronté à la double menace des typhons et des sécheresses. Ces phénomènes climatiques extrêmes peuvent interrompre la production, provoquer des ruptures d'approvisionnement et faire grimper les coûts, ce qui se répercute sur l'industrie technologique mondiale.

L'eau : L'eau, élément vital de la fabrication des semi-conducteurs

La production de semi-conducteurs est un processus extrêmement gourmand en eau. Les sites de fabrication de semi-conducteurs ont besoin d'eau pour refroidir les systèmes et produire de l'électricité. Au-delà de l'éclairage, la fabrication d'une seule plaquette peut nécessiter des milliers de litres d'eau ultra-pure pour rincer les résidus des puces de silicium au cours du processus de fabrication. L'eau ultra-pure est totalement débarrassée de toutes les impuretés susceptibles d'endommager les puces. La production de 1 000 gallons d'eau ultra-pure nécessite environ 1 400 à 1 600 gallons d' eau municipale.

Outre le volume d'eau nécessaire à la production de semi-conducteurs, 40 % des installations mondiales se trouveront dans des bassins hydrographiques qui, selon les projections, connaîtront un stress hydrique élevé ou extrêmement élevé entre 2030 et 2040. Il pourrait s'agir d'un autre défi potentiel pour la production de semi-conducteurs, au-delà des perturbations actuelles.

Cette dépendance crée une vulnérabilité critique alors que le stress hydrique mondial s'intensifie. Les régions qui luttent déjà contre la pénurie d'eau pourraient ne pas être en mesure de répondre à la demande croissante des usines de semi-conducteurs. Alors que l'eau se raréfie et que sa distribution devient plus irrégulière en raison du changement climatique, l'industrie des semi-conducteurs doit repenser ses stratégies d'utilisation de l'eau.

Solutions innovantes et efforts de collaboration

Pour préserver la chaîne d'approvisionnement en semi-conducteurs, l'industrie doit innover et collaborer. Plusieurs stratégies peuvent contribuer à atténuer les risques posés par le changement climatique et le stress hydrique :

1. Recyclage de l'eau et amélioration de l'efficacité : Il est primordial d'investir dans des technologies avancées de recyclage de l'eau. En réutilisant l'eau dans les processus de fabrication, les entreprises peuvent réduire considérablement leur consommation d'eau douce. Des techniques telles que les systèmes en boucle fermée peuvent garantir que l'eau est purifiée et recirculée, minimisant ainsi les déchets et atténuant le stress hydrique local. Les nouvelles usines de fabrication de puces qui sont construites dans le cadre du Chip Act s'engagent déjà à récupérer jusqu'à 65 % de l'eau utilisée.
2. Diversifier les empreintes géographiques : Il peut être utile de réduire la concentration de la fabrication de semi-conducteurs dans les régions soumises à un stress hydrique. En établissant des installations dans des zones où l'approvisionnement en eau est plus stable ou en se diversifiant sur plusieurs sites, l'industrie peut répartir ses risques. Cette diversification géographique peut renforcer la résistance aux événements climatiques régionaux.
3. Gestion durable des ressources : Il est essentiel de collaborer avec les autorités locales et les communautés pour gérer les ressources en eau de manière durable. En s'engageant dans une gestion proactive de l'eau, les entreprises de semi-conducteurs peuvent contribuer à garantir la disponibilité de l'eau à long terme. Il s'agit notamment de participer à la gestion des bassins versants, de soutenir les initiatives de conservation et d'investir dans l'infrastructure de l'eau de la communauté.
4. Adoption de technologies vertes : La transition vers des méthodes de production moins gourmandes en eau et l'adoption de technologies vertes peuvent rendre la fabrication de semi-conducteurs plus durable. La recherche de matériaux et de procédés alternatifs moins gourmands en eau et plus respectueux de l'environnement pourrait apporter des avantages significatifs à long terme.
5. Défense des politiques et normes industrielles : L'industrie des semi-conducteurs doit défendre les politiques relatives au changement climatique et à la gestion de l'eau. Le soutien aux réglementations qui encouragent les pratiques durables et l'investissement dans des normes industrielles pour l'efficacité de l'eau et de l'énergie peuvent conduire à un changement systémique.

Un appel à l'action

L'intersection du changement climatique et du stress hydrique représente un formidable défi pour l'industrie des semi-conducteurs. Mais c'est aussi l'occasion d'innover et de montrer l'exemple. En adoptant des pratiques durables, en investissant dans des technologies innovantes et en encourageant les efforts de collaboration, le secteur des semi-conducteurs peut construire un avenir plus résilient et plus durable. Les enjeux sont importants, mais avec une action concertée, l'industrie peut préserver sa chaîne d'approvisionnement tout en contribuant à la lutte plus large contre le changement climatique et la pénurie d'eau.

Sources :
https://www.weforum.org/stories/2024/07/the-water-challenge-for-semiconductor-manufacturing-and-big-tech-what-needs-to-be-done/
https://www.weforum.org/stories/2024/12/how-climate-change-and-water-stress-is-risking-the-semiconductor-supply-chain/

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