台積電熊本廠可能導致當地地下水源不夠用？台積電如何解決半導體廠的用水問題？

台積電在日本熊本縣設廠，晶片廠用水量需求本來就很高，而熊本縣當地居民原本就仰賴地下水提供水源，因此引發當地缺水的疑慮。

熊本地區獨特的地下水系統

根據日經亞洲（Nikkei Asia）報導，熊本縣及周邊約1000平方公里的區域，擁有近100萬人口，其用水高度依賴地下水資源。當地的地質條件相當特殊，土壤主要由東方阿蘇山的火山灰構成。根據日本東海大學榮譽教授市川勉的研究，這種土壤的「水滲透度與天然狀態下的沙相似」。

這種特殊的地質結構使得當地稻田吸收雨水和耕種用水的速度，是日本其他地方的5到10倍。地下水以平均每年約1公里的緩慢速度流向海洋。換言之，阿蘇山附近的降雨形成地下水後，需要約20年的時間才能流到熊本市。

市川教授指出:「這在日本是最大一片地區有如此大規模人口飲用相同的地下水，在世界也相當罕見。」這種獨特的水資源循環，讓熊本成為釀酒業者的首選之地。

地下水資源面臨的挑戰

然而，自1970年代以來，熊本縣的地下水資源開始銳減。主要原因包括:

都市化導致更多農田被水泥覆蓋
稻田數量下降
人口老化和減少，更多農民放棄耕作

為應對這一問題，熊本縣政府自2000年代初期開始採取行動，鼓勵農民回補地下水供應。縣政府還修改準則，要求用水大戶使用多少水就必須返還多少水。

台積電熊本兩座晶圓廠會消耗多少地下水？

台積電計劃在熊本縣建造兩座晶圓廠，這無疑將給當地水資源帶來更大壓力。半導體製造過程需要大量用水。

台積電估計，從2028年開始，熊本兩座新廠每年將消耗約800萬噸地下水，相當於熊本地區目前每年地下水供應量的5%左右。

半導體製造過程為什麼要用這麼多水？

在探討台積電熊本廠的用水挑戰之前，我們需要先了解半導體製造業的用水特性。一般而言，半導體工廠的用水主要分為兩大類:製程用純水和廢氣洗滌用水。

製程用純水

以一座月產3萬片的8吋晶圓廠為例，生產每片晶圓所消耗的純水約為2.0-2.5立方米。這意味著每天的製程純水消耗量在2，000-2，500立方米之間。

然而，製造純水的過程本身就需要消耗大量的自來水。根據台灣現有半導體工廠的數據，純水產出率在45%-75%之間。以每天消耗2，300立方米純水的工廠為例:

45%的純水產出率需要消耗5，111立方米自來水
75%的純水產出率僅需消耗3，067立方米自來水

這巨大的差異正是半導體產業致力於水處理系統優化的原因。

廢氣洗滌用水

半導體製造過程中使用了大量化學品和特殊氣體。這些物質在氣化或反應後需要經過處理，其中洗滌是必不可少的步驟。對於一座月產3萬片的8吋晶圓廠，廢氣洗滌的用水量可達每天700立方米。

由於廢氣洗滌用水的水質要求相對較低，因此通常可以考慮使用回收水，以達到節約自來水的目的。

台積電的應對措施

面對這些挑戰，台積電採取了積極的行動。台積電和包括索尼（Sony）等在熊本縣營運的公司，正在資助類似瀨田稻田入滲協會等補注地下水的組織。此外，台積電熊本廠營運公司JASM（日本先進半導體製造）先前已宣布，計劃將自身用水回收75%。

承諾每年補充約200萬噸地下水
計劃將自身用水回收率提高到75%
與當地政府和農業合作社合作，以高於市價收購當地稻米，鼓勵農民種稻
資助當地補注地下水的組織

台積電表示會投入更多資源去保護當地水資源及加強再生水行動。而不只台積電，現在全球晶片製造商正在投資改進過濾和清潔工藝，以使更多的水可重複利用。例如，英特爾的目標是到2030年全球實現淨正用水量，部分基於淡化和處理海水和雨水的計劃。與此同時，美光的目標是到本10年末通過再利用、回收和修復來節約75%的能源。