Want to Win a Chip War? You’re Gonna Need a Lot of Water-TGN

आवश्यक मात्रा बहुत बड़ी हो सकती है. मैसाचुसेट्स में टफ्ट्स विश्वविद्यालय के इतिहास के प्रोफेसर और हाल के लेखक क्रिस मिलर कहते हैं, अमेरिका में, चिप फैब कृषि और बिजली उत्पादन उद्योगों की तुलना में बहुत कम पानी का उपयोग करते हैं, और अर्धचालकों ने राष्ट्रीय स्तर पर जल संसाधनों पर राजनीतिक तनाव नहीं बढ़ाया है। किताब चिप युद्ध. फिर भी, टीएसएमसी के गृह ताइवान में संकट एक चिंता का विषय रहा है, जहां सूखे ने स्थानीय किसानों को चिप निर्माता के खिलाफ खड़ा कर दिया है, जिन्होंने अपनी सिंचाई प्रणालियों को बंद कर दिया है।

सिर्फ पानी से काम नहीं चलेगा. जिस तरह एक चिप फैब के अंदर की हवा धूल से इतनी मुक्त होनी चाहिए कि लोगों को पूरी तरह ढकने वाला कवरऑल पहनना पड़े, उसी तरह सेमीकंडक्टर उद्योग विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान सिलिकॉन वेफर्स को साफ करने के लिए “अल्ट्राप्योर” पानी की एक विशेष श्रेणी का उपयोग करता है। जबकि मानक पीने के पानी में 100 से 800 माइक्रोसीमेन्स प्रति सेंटीमीटर की शुद्धता हो सकती है – संदूषण के संकेतक के रूप में उपयोग की जाने वाली विद्युत चालकता का एक माप – बोस्टन में स्थित एक जल रीसाइक्लिंग स्टार्टअप, ग्रैडिएंट के अनुसार, अल्ट्राप्योर पानी में .055 माइक्रोसीमेन्स प्रति सेंटीमीटर से कम है। जो चिप निर्माताओं के साथ काम करता है। अल्ट्राप्योर पानी में बेहद कम चालकता की आवश्यकता होती है, जो केवल थोड़ी संख्या में परेशान करने वाले आयनों या आवेशित परमाणुओं से संबंधित होती है।

कॉर्नेल इलेक्ट्रिकल और कंप्यूटर इंजीनियरिंग के प्रोफेसर ग्रेस ज़िंग कहते हैं, “यदि आप सामग्री का उच्चतम संभव प्रदर्शन चाहते हैं, तो अक्सर आपको अत्यधिक शुद्धता पर जाना पड़ता है, जो एक नए क्रॉस-यूनिवर्सिटी सेमीकंडक्टर रिसर्च सेंटर का निर्देशन भी करते हैं।” उच्चतम. “यही एक कारण है कि सेमीकंडक्टर उद्योग को बहुत अधिक पानी की आवश्यकता होती है।”

अल्ट्राप्योर पानी का उत्पादन एक बहु-चरणीय प्रक्रिया है जो विभिन्न प्रकार के प्रदूषकों को हटाती है, जिसमें सूक्ष्म जीव और अन्य सूक्ष्म जीव शामिल हैं जो आपको महासागरों और झीलों में मिल सकते हैं, साथ ही छोटे कण, यहां तक ​​कि नमक आयन भी शामिल हैं। उपयोग की जाने वाली एक तकनीक रिवर्स ऑस्मोसिस है, जिसका उपयोग अलवणीकरण संयंत्रों में भी किया जाता है, जिसमें नमक को फ़िल्टर करने के लिए पर्याप्त छोटे छिद्रों वाली झिल्ली के माध्यम से पानी को धकेलना शामिल होता है। (चिप फैब विनिर्माण उपकरणों को ठंडा करने के लिए कम शुद्ध पानी का भी उपयोग करते हैं, जो घरेलू नल से बहता है।)

चिप निर्माण में पानी की महत्वपूर्ण भूमिका को देखते हुए, अपशिष्ट जल को पुनर्प्राप्त करना और उसका पुन: उपयोग करना उद्योग के लिए प्राथमिकता बन गया है। जितना अधिक फैब के भीतर पुन: उपयोग किया जा सकता है, स्थानीय जल आपूर्ति का दोहन करने की आवश्यकता उतनी ही कम होगी। अभी, पुनर्चक्रित किए जा सकने वाले अपशिष्ट जल का अनुपात कंपनियों और फैबों के बीच भिन्न-भिन्न होता है, जो उपयोग में आने वाली विनिर्माण प्रक्रियाओं और जल उपचार में निवेश पर निर्भर करता है। फिर भी, वे सभी एक ही मूल समस्या का सामना कर रहे हैं: जैसे ही वेफर्स को साफ किया जाता है, अल्ट्राप्योर पानी दूषित हो जाता है और इसे फैब द्वारा पुन: उपयोग करने या सार्वजनिक अपशिष्ट जल उपचार प्रणाली में प्रवाहित करने से पहले पूरी तरह से सफाई की आवश्यकता होती है।

गंदे पानी को साफ करना एक जटिल प्रक्रिया है क्योंकि फैब अपशिष्ट जल में असंख्य संदूषक पाए जा सकते हैं। लिथोग्राफी और नक़्क़ाशी अम्लीय अपशिष्ट जल उत्पन्न कर सकती है, और इसे शक्तिशाली हाइड्रोफ्लोरिक एसिड से भी दूषित कर सकती है। जब वेफर्स को पतला किया जाता है तो निलंबित सिलिकॉन कण दिखाई दे सकते हैं, जबकि आइसोप्रोपिल अल्कोहल सहित सॉल्वैंट्स के उपयोग से कार्बनिक कार्बन अवशेष निकल सकते हैं।

ग्रैडिएंट के सह-संस्थापक और सीओओ प्रकाश गोविंदन कहते हैं, उद्योग ने उस अपशिष्ट जल के विभिन्न घटकों को अलग करने के तरीके विकसित किए हैं, जैसे सामान्य आबादी रीसाइक्लिंग को अलग करती है। “जब अपशिष्ट जल से निपटने की बात आती है तो सेमीकंडक्टर उद्योग वास्तव में बहुत उन्नत है,” वे कहते हैं। “जिन उन्नत कंपनियों, अमेरिकी बहुराष्ट्रीय कंपनियों के साथ हम काम करते हैं – बल्कि कोरियाई और ताइवानी कंपनियों के साथ भी हम काम करते हैं – वे सभी अपने अपशिष्ट जल को न्यूनतम 10 से अधिक प्रकारों में अलग करते हैं, और उनमें से कुछ 15 या 16 में विभाजित करते हैं।”