Par Mikkel Nyholt, Gérant de portefeuille, DNB Fund Future Waves
Toutes les technologies émergentes qui nous entourent utilisent des semi-conducteurs dans la fabrication de micropuces, de circuits intégrés et de diodes. La production de semi conducteurs requiert des quantités considérables d’eau : une usine de taille moyenne consomme autant d’eau qu’une ville de 58 000 habitants. L’eau est aujourd’hui la ressource la plus « échangée » au monde. Le commerce de « l’eau virtuelle » (c’est-à-dire l’eau utilisée pour produire des biens et services) est 400 fois plus important que celui du pétrole.
À titre d’exemple, ChatGPT consomme un demi-litre d’eau toutes les 20 requêtes. Les centres de données utilisent principalement de l’eau pour le refroidissement des équipements, tandis que dans une usine de semi-conducteurs, l’eau intervient à presque toutes les étapes du processus de fabrication.
Les chiffres suivants illustrent la consommation annuelle d’eau des plus grands acteurs du secteur des centres de données et de la fabrication de semi-conducteurs — autrement dit, leur « empreinte hydrique ». Nombre de ces usines sont implantées dans des régions soumises à des épisodes fréquents de sécheresse.
Source : Bluefield Research, Bloomberg, JP Morgan, Semiconductor Digest
Des opportunités d’investissement estimées entre 110 et 180 milliards de dollars
Dans un marché des semi-conducteurs en pleine expansion, la disponibilité de l’eau constitue non seulement un facteur de risque critique à prendre en compte, mais représente également une opportunité pour les fournisseurs proposant des solutions de traitement de l’eau répondant à divers niveaux de qualité. Le coût d’investissement pour la construction d’une nouvelle usine de semi-conducteurs peut atteindre plusieurs dizaines de milliards de dollars, la majeure partie étant consacrée à l’équipement, suivie par les travaux de construction. Les experts estiment que les investissements privés dans les nouvelles usines de semi conducteurs à l’échelle mondiale s’élèveront à environ 2,27 milliards de dollars. Sur ce total,
les investissements dédiés aux infrastructures liées à l’eau sont estimés entre 110 et 180 milliards de dollars.
Source : Semiconductor Industry Association, rapports d’entreprises, JP Morgan
Eau ultrapure
L’eau ultrapure est une eau purifiée selon des standards extrêmement rigoureux, ne contenant que des traces infinitésimales de contaminants. Ces propriétés sont essentielles, notamment dans la production de semi-conducteurs, pour éviter les défauts de fabrication. Plus de 75 % de l’eau utilisée dans cette industrie sert à éliminer les impuretés tout au long des différentes étapes du processus de production. Un système de traitement d’eau ultrapure représente entre 1 et 6 % du coût total en capital d’une nouvelle usine.
Technologies de filtration de l’eau
Dans le cadre du traitement de l’eau, les usines de semi-conducteurs recyclent l’eau à travers plusieurs cycles de filtration, ce qui contribue à réduire leur consommation globale. Parmi les techniques de filtration utilisées figurent la microfiltration, l’ultrafiltration, la nanofiltration et l’osmose inverse. Cette dernière est la méthode la plus couramment employée par les principaux fabricants de semi-conducteurs, car elle offre la meilleure capacité de rétention des impuretés parmi les solutions disponibles.
Dessalement et réutilisation de l’eau
Pour répondre à la demande croissante en eau des usines de semi-conducteurs, des sources alternatives à l’eau douce ont été explorées ces dernières années. La réutilisation de l’eau est devenue un axe prioritaire dans les régions où l’industrie des semi-conducteurs est confrontée à des tensions croissantes sur les ressources hydriques. Les eaux usées domestiques et municipales constituent des sources potentielles de réutilisation. Le dessalement émerge également comme une alternative prometteuse : plusieurs usines de dessalement ont été construites à proximité des sites de production. Cette solution peut aider à pallier les problèmes d’approvisionnement en eau dans les zones touchées par la sécheresse, un phénomène qui affecte nombre de régions accueillant ces usines.
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