Cambiamento climatico e stress idrico nella catena di fornitura dei semiconduttori

I semiconduttori sono fondamentali per l'infrastruttura economica globale come un tempo lo era il petrolio. Sono alla base di innumerevoli dispositivi, dagli smartphone alle automobili, fino alle apparecchiature mediche avanzate. Tuttavia, l'industria dei semiconduttori si trova di fronte a una sfida scoraggiante: la crescente minaccia del cambiamento climatico e della scarsità d'acqua. Come evidenziato nell'articolo del World Economic Forum, questi problemi ambientali hanno implicazioni significative per la catena di fornitura dei semiconduttori, un problema che richiede attenzione urgente e soluzioni innovative.

La marea montante del cambiamento climatico

Il cambiamento climatico non è più una minaccia lontana: i suoi effetti sono palpabili e in accelerazione. Gli eventi meteorologici estremi - tempeste, inondazioni e ondate di calore - stanno diventando sempre più frequenti e gravi. Questi eventi possono danneggiare gli impianti di produzione di semiconduttori, spesso situati in regioni vulnerabili al clima. Ad esempio, Taiwan, uno dei principali produttori di semiconduttori, deve affrontare la duplice minaccia dei tifoni e della siccità. Questi fenomeni climatici estremi possono bloccare la produzione, causare carenze di approvvigionamento e far lievitare i costi, con ripercussioni sull'industria tecnologica globale.

L'acqua: La linfa vitale della produzione di semiconduttori

La produzione di semiconduttori è un processo ad alta intensità idrica. I siti di produzione dei semiconduttori richiedono acqua per raffreddare i sistemi e generare elettricità. Oltre a mantenere le luci accese, la produzione di un singolo wafer può richiedere migliaia di litri di acqua ultrapura per sciacquare i residui dai chip di silicio durante il processo di fabbricazione. L'acqua ultrapura è completamente priva di tutte le impurità che possono danneggiare i chip. Per produrre 1.000 galloni di acqua ultrapura occorrono circa 1.400-1.600 galloni di acqua comunale.

Oltre al volume d'acqua necessario per la produzione di semiconduttori, il 40% degli impianti globali si troverà in bacini idrici che, secondo le proiezioni, subiranno uno stress idrico elevato o estremamente elevato tra il 2030 e il 2040. Questa potrebbe essere un'altra sfida potenziale per la produzione di semiconduttori, oltre alle attuali interruzioni.

Questa dipendenza crea una vulnerabilità critica con l'intensificarsi dello stress idrico globale. Le regioni che stanno già lottando contro la scarsità d'acqua potrebbero non essere in grado di sostenere la crescente domanda di impianti di semiconduttori. Poiché l'acqua diventa più scarsa e la sua distribuzione più irregolare a causa dei cambiamenti climatici, l'industria dei semiconduttori deve ripensare le proprie strategie di utilizzo dell'acqua.

Soluzioni innovative e sforzi di collaborazione

Per salvaguardare la catena di fornitura dei semiconduttori, l'industria deve innovare e collaborare. Diverse strategie possono contribuire a mitigare i rischi posti dal cambiamento climatico e dallo stress idrico:

1. Riciclaggio dell'acqua e miglioramenti dell'efficienza: Investire in tecnologie avanzate di riciclo dell'acqua è fondamentale. Riutilizzando l'acqua nei processi produttivi, le aziende possono ridurre in modo significativo il consumo di acqua dolce. Tecniche come i sistemi a ciclo chiuso possono garantire la purificazione e il ricircolo dell'acqua, riducendo al minimo gli sprechi e alleviando lo stress idrico locale. I nuovi impianti di produzione di chip, costruiti in seguito al Chip Act, si stanno già impegnando a recuperare fino al 65% dell'acqua utilizzata.
2. Diversificare l'impronta geografica: Ridurre la concentrazione della produzione di semiconduttori nelle regioni a rischio idrico può essere utile. Stabilendo impianti in aree con forniture idriche più stabili o diversificando le sedi, l'industria può distribuire il rischio. Questa diversificazione geografica può aumentare la resistenza agli eventi climatici regionali.
3. Gestione sostenibile delle risorse: La collaborazione con i governi e le comunità locali per una gestione sostenibile delle risorse idriche è essenziale. Impegnandosi in una gestione proattiva dell'acqua, le aziende di semiconduttori possono contribuire a garantire la disponibilità idrica a lungo termine. Ciò include la partecipazione alla gestione dei bacini idrografici, il sostegno alle iniziative di conservazione e gli investimenti nelle infrastrutture idriche delle comunità.
4. Adozione di tecnologie verdi: La transizione verso metodi di produzione a minore intensità idrica e l'adozione di tecnologie verdi possono rendere più sostenibile la produzione di semiconduttori. La ricerca di materiali e processi alternativi che richiedano meno acqua e siano più rispettosi dell'ambiente potrebbe produrre notevoli benefici a lungo termine.
5. Sostegno alle politiche e agli standard industriali: L'industria dei semiconduttori deve sostenere politiche che affrontino i cambiamenti climatici e la gestione delle acque. Sostenere le normative che promuovono le pratiche sostenibili e investire in standard industriali per l'efficienza idrica ed energetica può favorire un cambiamento sistemico.

Un invito all'azione

L'intersezione tra cambiamento climatico e stress idrico rappresenta una sfida formidabile per l'industria dei semiconduttori. Tuttavia, è anche un'opportunità per innovare e dare l'esempio. Abbracciando pratiche sostenibili, investendo in tecnologie innovative e promuovendo gli sforzi di collaborazione, il settore dei semiconduttori può costruire un futuro più resiliente e sostenibile. La posta in gioco è alta, ma con un'azione concertata, l'industria può salvaguardare la propria catena di fornitura e contribuire alla lotta più ampia contro il cambiamento climatico e la scarsità d'acqua.

Fonti:
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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