Semikonduktor ialah blok binaan asas mikrocip. Keajaiban teknologi ini dalam segala-galanya daripada mentol lampu dan berus gigi kepada kereta, kereta api dan kapal terbang, apatah lagi pelbagai jenis elektronik yang telah menjadi penting dalam kehidupan seharian ramai orang.
Industri pembuatan cip abad ke-21 telah digambarkan sebagai "sekurang-kurangnya sama pentingnya secara geopolitik seperti minyak pada abad ke-20." Tetapi semikonduktor pembuatan memerlukan kuantiti air yang banyak untuk memastikan mesin sejuk dan kepingan wafer bebas daripada serpihan, dan kecemasan iklim yang berlaku meletakkan industri dalam risiko.
Walaupun pergantungan industri terhadap air, sedikit perhatian telah diberikan kepada bagaimana perubahan keadaan persekitaran boleh memberi kesan kepadanya. Pelaporan oleh wartawan dan badan pemikir cenderung mengabaikan iklim sebagai faktor risiko untuk masa depan industri.
Namun, di peringkat global dan serantau terdapat tanda-tanda masalah. Taiwan, sebagai contoh, menghasilkan kira-kira 90 peratus daripada semikonduktor paling maju di dunia dan telah mengalami kemarau yang ketara sejak 2021.
Kemarau cukup teruk sehingga petani Taiwan dibayar untuk mengekalkan ladang mereka supaya air yang jika tidak boleh digunakan untuk pertanian boleh disalurkan ke kilang pembuatan semikonduktor. Kilang pembuatan Taiwan malah terpaksa menggunakan lori air dari satu kawasan tadahan ke tadahan air yang lain untuk mengatasi kekurangan.
Data yang tersedia secara umum mengenai tekanan air yang disebabkan oleh perubahan iklim, digabungkan dengan data mengenai lokasi kemudahan pembuatan semikonduktor sedia ada, dirancang dan diumumkan di seluruh dunia, semuanya menunjukkan corak kebimbangan global terhadap masa depan pembuatan semikonduktor.
Masalah kekurangan air di hadapan
Tidak kira senario perubahan iklim yang dipertimbangkan—sama ada optimistik, perniagaan seperti biasa atau pesimis—sekurang-kurangnya 40 peratus daripada semua loji pembuatan semikonduktor sedia ada terletak di kawasan tadahan air yang dijangka mengalami risiko tekanan air yang tinggi atau sangat tinggi menjelang 2030.
Tadahan air berisiko tinggi ialah kawasan yang 40 hingga 80 peratus daripada jumlah air permukaan dan tanah boleh diperbaharui yang tersedia untuk semua tujuan (cth, pengairan, industri, kegunaan domestik) sedang digunakan. Tadahan air yang sangat berisiko tinggi ialah kawasan yang lebih daripada 80 peratus daripada jumlah permukaan boleh diperbaharui dan air bawah tanah sedang digunakan.
Kebanyakan kebimbangan yang dinyatakan baru-baru ini mengenai pembuatan semikonduktor menggambarkan isu dalam istilah geopolitik mengenai persaingan antara negeri, terutamanya antara China dan Amerika Syarikat.
Kedua-dua AS dan Eropah telah mengumumkan pembiayaan utama kerajaan untuk industri pembuatan semikonduktor, terutamanya untuk mengembalikan kemudahan syarikat yang menghabiskan beberapa dekad menyediakan kapasiti pembuatan di luar wilayah tersebut. Walau bagaimanapun, kemudahan pembuatan yang diumumkan atau dalam pembinaan di AS dan Eropah semuanya terletak di kawasan yang sudah menghadapi tekanan air yang ketara.
Intel, Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) dan Samsung semuanya sedang membina kemudahan baharu di barat daya AS—rantau yang berada di bawah keadaan kemarau rasmi sejak 1994. Pada tahun 2021, Biro tebus guna AS membuat pengisytiharan kekurangan pertama untuk Colorado Lembangan Sungai.
Senario perubahan iklim masa depan mencadangkan lebih daripada 40 peratus daripada semua kemudahan pembuatan semikonduktor baharu yang diumumkan sejak 2021 akan berada di kawasan tadahan air yang mungkin mengalami senario tekanan air berisiko tinggi atau sangat tinggi.
Ringkasnya, perubahan iklim dan kekurangan air mewujudkan risiko untuk pembuatan semikonduktor dalam jangka pendek dan panjang.
Keadaan industri
Kemudahan pembuatan semikonduktor adalah pelaburan berbilion dolar. Seseorang tidak hanya mengambil kemudahan dari satu lokasi dan membuangnya ke tempat lain jika keadaan air tempatan menjadi bermasalah.
Walaupun masa depan sektor ini membimbangkan, risiko tekanan air agregat hanya menceritakan sebahagian daripada cerita. Kepentingan nod tertentu dalam rangkaian pengeluaran global untuk semikonduktor adalah satu lagi faktor utama.
Sebagai contoh, TSMC diiktiraf secara meluas sebagai peneraju dunia dalam pembuatan semikonduktor termaju untuk syarikat seperti Apple, Nvidia dan Cerebras. Namun, kemudahan di mana TSMC mengeluarkan untuk syarikat tersebut terletak di tiga tapak di Taiwan. Ini menjadikan rangkaian pengeluaran global yang mengeluarkan teknologi ini agak rapuh. Semikonduktor, terutamanya yang paling maju, bergantung pada rangkaian hanya segelintir kemudahan seperti TSMC.
Pelanggan kemudahan tersebut tidak boleh dengan mudah bertukar kepada pembekal lain apabila menghadapi gangguan, jadi isu yang timbul di satu kemudahan boleh berlarutan melalui rantaian bekalan global. Ini boleh memberi kesan kepada pelbagai jenis komoditi yang menggunakan semikonduktor, seperti yang dialami semasa pandemik COVID-19.
Pengeluar semikonduktor utama seperti Intel dan TSMC mendakwa mengambil serius terhadap pengurusan air. Namun, laporan syarikat mereka sendiri mencadangkan mungkin terdapat masalah di hadapan. Walaupun pelaburan TSMC dalam penambakan air dan kitar semula, syarikat itu menjangkakan dapat menyediakan hanya dua pertiga daripada penggunaan air harian yang diperlukan di kemudahannya yang berpangkalan di Taiwan.
Sementara itu, Intel mendakwa mencapai penggunaan air positif bersih di seluruh rangkaian pembuatannya secara keseluruhan. Tetapi, ia menguruskan pencapaian ini hanya dengan mengira lebihan air di lokasi di satu bahagian dunia berbanding defisit air di kemudahannya di tempat lain.
Masa depan yang membimbangkan
Ia tidak akan mudah—atau murah—untuk mengatasi risiko tekanan air kronik bagi industri semikonduktor yang timbul daripada kecemasan iklim yang berlaku. Konflik sudah wujud antara sektor tersebut dengan pengguna air lain.
Walaupun syarikat individu membuat peningkatan kecekapan penggunaan air yang mengagumkan, usaha ini tidak secara automatik menghasilkan kecekapan sistemik merentas rangkaian pengeluaran semikonduktor. Dan tiada jumlah kecekapan yang akan mengatasi masalah air yang diperlukan untuk pembuatan semikonduktor juga diperlukan oleh pengguna lain.
Mungkin masih boleh untuk mengelakkan beberapa akibat terburuk mengunci tekanan air masa hadapan untuk sektor ini dengan memikirkan semula lokasi kemudahan masa depan yang telah diumumkan, tetapi masih belum dalam pembinaan.
Tanpa akses selamat kepada jumlah air yang besar tidak ada semikonduktor, dan tanpa semikonduktor tidak ada elektronik. Kecemasan iklim adalah pemacu utama tekanan air pada masa kini dan akan datang. Bolehkah sektor teknologi mengatasinya? Ia masih untuk dilihat.