制造芯片为什么费水？

降雨量奇低，工业节水计划已经启动。但芯片制造过程中清洗化学物等步骤都需要大量用水，以台积电为例、手头订单满载的巨头，纷纷启用备份计划，主要手段就是预定水车。

制造芯片的光刻机工作时需要冷却，冷却需要大量的水。

根据台积电《2019年企业社会责任报告》数据，台积电在三大科学园区，竹科、中科和南科三个厂区的合计用水量每天要超过15万吨。这样的水量，如果全都用水车载水，每天要多少车次呢？是8,000车次。

我们以竹科厂区举例，厂区的台积电工厂每天的用水量达到了5.7万吨，占到了整个厂区的三分之一还多，如果一辆水车每趟能运水20吨，那也每天需要运水2,850车次。听上去是不可能完成的任务，对不对？而且如果产出5纳米，或是2纳米晶片，用水量还会更高，比如，台积电规划在竹科的2纳米新厂，计划每日用水量更高达12万吨，超过现有用水量的两倍。

保证良率清洗晶圆很关键

那么，晶圆生产，为什么要用这么多水呢？首先，我们先了解一个概念，晶圆良率，我们知道，每一片晶圆上，都同时制造数量很多的晶片，这些晶片中测试合格的晶片和整片晶圆上的有效晶片的比值就是这个晶圆良率。

关于，晶圆生产为什么用很多水，台积电的官网上是这样介绍的，半导体零配件的清洗成果对晶圆良率的影响非常大。零配件如果表面脆弱、或者是有细微分子残留，将会成为晶圆生产过程的污染源，尤其迈入高阶制程后，一些过去没有影响良率的细微分子，也因为制程线径缩小，成为影响品质的关键。

也就是说，半导体零配件的清洗要用到很多水，我们可以想像，如果这个水的纯净度不够，那很多非常细小的细微分子，可能没法清洗干净，就会影响到晶圆品质。

早在2013年时，台湾媒体就曾经介绍过，为了提高12吋晶圆厂的制程良率，以往是每25片晶圆集中清洗，后来就改成一片片单独清洗，大幅提高良率。

在去年12月时，台湾媒体的一篇报导中也提到了晶圆制程中的用水量，文章说，半导体生产过程，需要使用大量干净程度是自来水1,000倍的超纯水。而以往晶圆厂需要用上1,400到1,600加仑的自来水，才可能转化为1,000加仑的超纯水。如果在一片12吋晶圆上制造集成电路，需要使用大约2,200加仑的水，包括1,500加仑的超纯水，所以晶圆厂是「用水怪兽」。

根据2015年英特尔企业的报告，该公司一年的用水量高达90亿加仑，相当于75,000个美国家庭的正常用水量。不过到2017年，参考Intel的技术，转化出1,000加仑的超纯水已经仅用1,100加仑的自来水。与以往相比，节水量已经不小。