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Wasserverbrauch der Chip-Industrie

Wasserverbrauch der Chip-Industrie

18-10-2021 | Spannende Zahlen

Der Klimawandel sowie eine zunehmende Nachfrage nach Silizium-Wafern und Mikrochips gefährden die Wasserressourcen und die globalen Lieferketten.

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  • Die Herstellung von Halbleitern ist ein wasserintensiver Prozess
  • Infolge des Klimawandels sind viele Chip-Hersteller mit Wasserknappheit konfrontiert
  • Big Tech-Investments in Wasser-Recycling wird der Wasserindustrie umfangreiche Zuflüsse bringen

Was ist passiert?

212.000.000 Liter – so viel Wasser verbraucht TSMC1, einer der weltweit führenden Chiphersteller, pro Tag laut seines 2020 Corporate Social Responsibility Report. Das wäre genug, um den täglichen Wasserverbrauch von fast 1,5 Millionen Europäer zu stillen. Benötigt wird diese Wassermenge aber zur Herstellung von Mikrochips, die so groß sind wie ein menschlicher Fingernagel und in allgegenwärtigen Geräten verbaut sind.

Die Herstellung der kleinen Chips, die in Milliarden von Elektronikgeräten enthalten sind, die wir täglich verwenden, ist ein wasserintensiver Prozess. Der geschätzte Wasserverbrauch für einen einzigen Mikrochip in einem Smartphone oder Laptop kann bis zu 30 Liter betragen. Noch höher fällt dieser Wert bei Silizium-Wafern aus, die in mehreren Lagen hunderte Mikrochips enthalten. Für jede zusätzliche Wafer-Lage müssen die Schaltkreise und das Leitermaterial chemisch geätzt und sorgfältig gereinigt werden – diese Prozesse erfordern enorme Mengen von ultrareinem Wasser.

So hoch die Menge bereits ist, wird sie sehr wahrscheinlich weiter steigen. Das gilt nicht nur für TSMC, sondern für die gesamte Halbleiterbranche, da sich die digitale Wirtschaft über Wirtschaftssektoren und Regionen hinaus ausbreitet. Grafik 1 zeigt, wie die Wassermenge, die zur Herstellung jeder Lage eines 200 mm-Halbleiter-Wafers benötigt wird, in den letzten Jahren sprungartig gestiegen ist, da die Baudichte der Chips gestiegen und komplexer geworden ist.

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Grafik 1: Wasser und Wafer – ein stetiger Anstieg

Quellen: TSMC, Bloomberg Opinion

Weshalb ist das wichtig?

Während die globale Produktion von Mikrochips kräftig steigt, sinken die Wasserressourcen auf alarmierend niedrige Niveaus. Taiwan, Sitz von TSMC und ein wichtiges Zentrum für die globale Halbleiterproduktion, hat mit wiederholten Dürren zu kämpfen gehabt. Die jüngste war so gravierend, dass die Regierung Anfang 2021 die Wasserversorgung von TSMC und anderen großen Technologiefirmen um 15 % drosselte. Sie kündigte an, die Restriktionen weiter zu verschärfen, sollte die Wasserknappheit anhalten.

Während die globale Produktion von Mikrochips kräftig steigt, sinken die Wasserressourcen auf alarmierend niedrige Niveaus

Um die Chipproduktion aufrechtzuerhalten, mietete TSMC Lastwagen an, um frisches Wasser aus anderen Teilen des Landes heranzutransportieren. Dank dieser Notmaßnahmen konnte das Unternehmen zumindest vorübergehend Produktionseinschränkungen vermeiden. Das könnte sich allerdings ändern, wenn die globale Erwärmung die globalen Wettersysteme weiter durcheinanderbringt, wodurch Dürreperioden häufiger werden, länger anhalten und größere Räume betreffen.

Taiwan steht nicht allein mit seinen Wasserproblemen. Die Belastung und Knappheit von Wasser entwickelt sich zunehmend zu einer globalen Wasserkrise. Eine halbe Milliarde Menschen ist mit permanenter Wasserknappheit konfrontiert. Die Hälfte der Menschheit (3,9 Milliarden) erlebt zumindest einmal pro Jahr Wasserknappheit. Bevölkerungswachstum, weltweite Industrialisierung, Energieproduktion und Klimawandel belasten alle zusammen die Wasserressourcen. Nach Schätzungen der UNO wird die globale Wassernachfrage bis 2030 das Angebot um 40 % übersteigen.

TSMC ist keineswegs ein Einzelfall unter den Halbleiterherstellern. Zentren der Technologieindustrie befinden sich häufig in trockenen, ariden Regionen, da die Unternehmen von der geringen Luftfeuchtigkeit, niedrigeren Temperaturen, günstigen Grundstückspreisen und großzügigen Subventionen angezogen werden. Beliebte Staaten für Chip-Fabriken und Datenzentren in den USA sind unter anderem Texas, New Mexico, Arizona, Kalifornien und Oregon. Andernorts zeigen sich bei der Verteilung von Chipfabriken und Technologiezentren ähnliche Muster mit Standorten in Israel, Nordchina und Singapur, die allesamt zu Wasserknappheit tendieren.

Was bedeutet das für Anleger?

Um eine unterbrechungsfreie Wasserversorgung der Produktion sicherzustellen, bauen viele liquiditätsstarke Chiphersteller wie TSMC und sein in Amerika ansässige Rivale Intel2 eigene Anlagen zur Wasseraufbereitung. Diese

Versorgungseinrichtungen fangen industrielle Abwasser auf, reinigen und rezyklieren sie für die Wiederverwendung in Produktions- und Kühlprozessen. Bis Ende 2021 wird TSMC in der im Südwesten gelegenen Stadt Tainan eine hochmoderne Anlage zur Wasseraufbereitung in Betrieb nehmen. Intel hat erhebliche Summen in Anlagen zur Wasseraufbereitung auf dem Gelände seiner Fabriken in Oregon, Arizona und Israel investiert.

All das geht einher mit Investitionen in Leitungen, Ventile und groß angelegter Infrastruktur, Technologien zur Wasserfilterung und -reinigung, sowie moderne Analysesysteme für Testzwecke, das Erkennen von Mikroverschmutzungen und die Überwachung der Wasserqualität. Das zunehmende Interesse an Investitionen im Wassersektor ist nicht auf Halbleiterhersteller beschränkt. In den Bereichen Metalle und Bergbau, Holz und Textilien, Landwirtschaft und Automobile ändert sich derzeit die Bewertung von Unternehmens-Assets mit Bezug zu Wasser. Endlich wird der Status von Wasser als wertvolle Ressource und entscheidender Produktionsfaktor anerkannt. Ohne Wasser wäre es keine Industrieproduktion und kein Wirtschaftswachstum.

Seit mehr als zwei Jahrzehnten investiert die Wasserstrategie von Robeco in attraktive Unternehmen, die wirkungsvolle Lösungen entlang der Wertschöpfungskette im Wassersektor anbieten. Unser gesammeltes Wissen und unserer Expertise wird Anlegern dabei helfen, in Zukunft erfolgreich zu sein, während der Klimawandel zu einem wachsenden Bedarf an Investitionen sorgt, die Unternehmen, Städten und Gemeinden dabei helfen, Wasser effizienter zu nutzen.

1 Dies stellt keine Empfehlung zum Kauf, Verkauf oder erhalten eines bestimmten Wertpapiers dar.
2 Dies stellt keine Empfehlung zum Kauf, Verkauf oder erhalten eines bestimmten Wertpapiers dar.

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