水资源短缺如何威胁中国台湾的半导体产业

中国台湾已成为全球领先的芯片制造地，拥有世界上最先进的制造设施。中国台湾生产了全球 60% 以上的半导体和近 90% 的最先进芯片。然而，尽管中国台湾占据全球主导地位，但该行业也有其致命弱点：水。 

芯片制造是一个非常耗水的过程。以全球最大的芯片代工厂中国台湾半导体制造股份有限公司 (TSMC) 为例，其位于中国台湾南部科学园的工厂每天耗水量高达99,000 吨。这还不包括其遍布中国台湾的其他工厂的用水量。

半导体代工厂依赖水来实现两个主要目的：冷却系统和清洁硅片上的残留物。清洁过程尤其需要“超纯”水，这种水比饮用水干净数千倍，不含任何可能损坏芯片的矿物质、污染物或其他污染物。 

这种对水资源的依赖暴露了全球半导体行业的巨大脆弱性，尤其是考虑到 21 世纪的气候趋势。到 2030 年和 2040 年，目前运营的芯片工厂中有 40%、在建的芯片工厂中有 24% 至 40% 以及自 2021 年初以来宣布的芯片工厂中有 40% 至 49% 将位于缺水风险高至极高的地区。尤其是对于中国台湾来说，季节性干旱可能会危及芯片行业的长期实力和未来的扩张，而该岛已经枯竭的水资源只会加剧这一问题。 

从数量上看，中国台湾的降雨量足以满足当前的需求。然而，降雨分布不均、地形陡峭、水流湍急，使得收集和储存雨水变得十分困难。2005 年，中国台湾的人均淡水供应量在 146 个国家中排名第 18 位。

2021 年初，中国台湾遭遇了 1964 年以来最严重的干旱。经历了一个罕见的没有台风的夏天和数月的少雨之后，中国台湾中部和南部许多水库的水量都低于 20%。缺水情况非常严重，以至于扰乱了芯片制造商的生产，而当时美国、德国和日本正依赖中国台湾在全球芯片短缺期间供应汽车芯片。 

中国台湾各大芯片制造中心（包括桃园、台中、新竹和苗栗）的工厂被要求减少15%以上的用水量。为此，台积电、世界领先半导体公司和联华电子公司等制造商不得不购买卡车运水并钻探抗旱井以维持运营。不幸的是，这些只是暂时的解决方案，水资源短缺问题仍然是一个紧迫的问题。  

去年初，随着中国台湾进入又一个重大旱季的后半段，位于中国台湾南端、旱情最严重的芯片制造中心高雄和台南再次降低了夜间公共供水压力，以应对再次严重的缺水情况。

水资源紧张对中国台湾芯片制造商的影响是巨大的。与 2030 年的预测相比，低效的水资源管理可能导致台积电的产量下降 10%。随着生产能力的扩大和生产先进芯片所需的更复杂工艺，芯片制造商对这种宝贵资源的需求只会更加迫切。 

2015 年至 2019 年，台积电总用水量激增70% ，令人震惊。到 2036 年，中国台湾整体用水量预计将比 2021 年高出7.3%，每天的供水缺口将达到 68 万立方米。即使在台风季节，中国台湾也难以为其芯片行业提供最宝贵的自然资源。而在干旱时期，短缺将更加严重。 

更令人担忧的是，气候变化可能导致干旱持续时间更长、更频繁。中国台湾的水库严重依赖夏季台风来补充枯竭的水位。随着台风越来越少，无大量降雨的时间越来越长，整个岛屿（不仅仅是南部）的水库将面临越来越大的压力。

据水利署统计，今年以来中国台湾水库蓄水量仅相当于常年的三至六成，专家预测，到本世纪末，中南部无雨天数可能增加至五成，北部水库降雨量则可能减少二成五。

为了解决这一迫在眉睫的问题，中国台湾的芯片制造商已采取多项措施来减轻水资源短缺带来的破坏性影响。例如，台积电承诺到 2030 年将用水量从 2010 年的水平减少30%，并大幅增加其工厂的废水回收利用。2022 年 9 月，该制造商甚至在中国台湾南部科学园区启动了自己的水回收工厂，每天为其附近的芯片工厂提供 10,000 吨水——预计到 2026 年这一数字将增加到 36,000 吨。

除了对农业和工业实施基本的供水限制外，中国台湾政府还加大了力度。他们支持建设新的水循环和海水淡化厂，加强水库疏浚，并加固水管网，在 2021 年危机期间，这些水管网用于将水资源充足的地区的水引流到芯片制造科技园区。 

然而，专家认为这些努力还不够，并建议中国台湾需要从根本上转变其战略。中国台湾不应继续利用供应来满足芯片行业不断增长的需求，而应根据其实际水资源可用性设定需求限制。此外，中国台湾必须推广抗旱实践，实现水源多样化，特别是在农业领域，农业占中国台湾用水量的70%。

采取更严格的水价政策来打击过度用水也符合中国台湾的最佳利益。这种方法已经取得了成功。从一月份开始，中国台湾对每月超过 9,000 立方米的所有用水量征收附加费，这导致南中国台湾科学园区的用水量大幅减少。

目前正值台风季，中国台湾水库水位已接近满负荷，但中国台湾不能掉以轻心，政府、部门与民众必须持续落实全面综合应对措施，防备长期干旱，应对供水不足，才能让中国台湾半导体产业在未来继续保持霸主地位。