Actifs liquides : Réutiliser l’eau pour stimuler la résilience du secteur des semi-conducteurs

La pénurie d’eau est plus qu’un problème d’environnement et de santé publique : elle représente également un risque sérieux pour l’industrie et l’économie. L’industrie des semi-conducteurs dépend largement d’un approvisionnement régulier en eau propre. L’eau ultra-pure est nécessaire à presque toutes les étapes du cycle de fabrication. Les dispositifs semi-conducteurs sont si petits et si sensibles que toute impureté de l’eau, y compris sur les éléments qui se comptent en billion, peut entraîner des défauts de fabrication coûteux. C’est pourquoi les fabricants ont besoin d’une source d’eau ultra-pure fiable pendant le cycle de production des puces.   

Pour comprendre comment les technologies de pointe permettent aux fabricants d’atténuer les risques de pénurie d’eau, de réduire la dépendance à l’égard de l’eau de ville et d’augmenter leurs crédits de développement durable, Making Waves s’est entretenu avec Glen Sundstrom, directeur technique pour l’eau ultra-pure dans l’équipe du marché vertical de la microélectronique chez Xylem.

Pourquoi est-il essentiel pour les fabricants de semi-conducteurs d’anticiper des pénuries d’eau ?

Selon le Programme des Nations unies pour l’environnement, « la fabrication de semi-conducteurs est l’un des sous-secteurs particulièrement exposés au risque de sécheresse en raison de sa forte demande en eau par rapport à la production ». Une étude récente a révélé qu’au moins 40 % des usines de fabrication de semi-conducteurs seront situées dans des bassins hydrographiques susceptibles d’être confrontés à un risque élevé de stress hydrique d’ici à 2030.

Avec autant d’usines dans des régions qui ont du mal à optimiser la sécurité de l’eau, il est important de réduire au minimum la dépendance à l’égard des sources extérieures d’approvisionnement en eau, telles que l’eau potable publique.

Les pénuries d’eau ont déjà provoqué des perturbations dans le secteur : lors d’une sécheresse record à Taïwan il y a plusieurs années, les entreprises ont été obligées d’acheminer de l’eau par camion pour maintenir leur niveau de production.

Sur quelles technologies les fabricants de semi-conducteurs peuvent-ils s’appuyer pour faire face aux risques de pénurie d’eau ? 

Les entreprises de semi-conducteurs exploitent des technologies de pointe pour optimiser leurs systèmes d’approvisionnement et atténuer les risques liés à l’eau. Ces solutions de pointe permettent aux fabricants de traiter, de gérer et de réutiliser l’eau plus efficacement. Les installations qui recourent à la réutilisation de l’eau ont réduit l’impact des pénuries d’eau et leur dépendance à l’égard de l’eau fournit par la ville. L’un d’entre eux est Silfex, un des principaux fournisseurs de composants de précision utilisés pour fabriquer et faire fonctionner des équipements de fabrication de semi-conducteurs.

Silfex s’est associé à Xylem pour rendre la gestion de l’eau plus durable sur son site de Springfield dans l’Ohio (États-Unis).

Ensemble, ils ont conçu une membrane d’osmose inverse de récupération des saumures et un système d’eau ultra-pure. L’objectif est de récupérer les eaux de rejet de l’osmose inverse et le trop-plein de ses processus de nettoyage de précision pour recycler ces eaux dans l’ensemble de ses opérations. Les résultats se sont révélés décisifs.

Comment l’entreprise Silfex a-t-elle déterminé ce qu’elle pouvait mettre en place pour promouvoir le développement durable dans l’usine et atteindre ses objectifs ?

Dans un premier temps, les équipes de l’usine Silfex dans l’Ohio ont procédé à une évaluation complète des systèmes de traitement de l’eau de l’usine. Il était nécessaire de procéder à un examen système par système pour évaluer le volume et la composition chimique de ses différents flux de déchets. Les opérateurs ont classé chaque composant en fonction de la facilité et de la fiabilité des options de traitement afin de déterminer ce qui pouvait être immédiatement mis en place et les solutions potentielles à long terme pour accroître le recours à la réutilisation.

Ce processus a permis à Silfex d’identifier et de réaliser des gains rapides, notamment en récupérant les eaux de rejet de l’osmose de réserve grâce membrane d’osmose inverse de récupération des saumures innovante. Cela a permis de réduire de 15 % certains flux de déchets du système d’eau ultra-pure.

Comment Silfex s’est-elle servie de ces premiers succès pour optimiser ses flux d’eaux usées ? 

L’usine Silfex continuait de générer une quantité importante d’eaux usées de salles blanches qui pouvaient être récupérées et réutilisées. Après une analyse approfondie des flux d’eaux usées sortant de la salle blanche, Silfex et Xylem ont élaboré un plan de séparation, d’acheminement et de traitement individuel des flux pouvant être récupérés avec un risque minimal afin de maximiser les possibilités de recyclage. Silfex a renforcé l’adhésion des parties prenantes en réunissant les responsables de la production pour identifier les exigences en matière de qualité de l’eau, les limites et les implications pour la qualité de l’eau pour chaque flux, en veillant à ce que les normes de qualité soient respectées.  

En trouvant des moyens innovants de collecter et de trier les eaux usées des salles blanches, le site de Silfex peut recycler et réutiliser jusqu’à 80 % de ses rejets, qui iraient autrement dans les flux de déchets.

Cette avancée majeure permettra à l’usine de l’Ohio d’économiser des millions de litres d’eau par an, de réduire considérablement sa consommation d’eau et d’accroître sa résistance aux aléas de l’approvisionnement. Le système réduira également le besoin d’eau municipale prétraitée, ce qui permettra de réaliser des économies considérables sur le sel utilisé pour l’adoucissement de l’eau ainsi que sur d’autres produits chimiques.

« L’innovation et l’amélioration continue font partie des valeurs fondamentales de Silfex, et ce projet est un excellent exemple de ces valeurs en action », affirme Rob Skrobak, directeur général de Silfex.

Dans quelle mesure l’engagement de Silfex dans l’innovation en matière de recyclage de l’eau contribue-t-il à la réalisation des objectifs de développement durable de l’entreprise ?

Par son succès dans l’Ohio, Silfex contribue à faire progresser les ambitions plus larges de sa société mère, Lam Research Corporation, en matière de développement durable. La société Lam Research s’est engagée à explorer et à investir dans les technologies d’économie d’eau et dans des mesures d’optimisation, notamment en trouvant des moyens de réutiliser les eaux usées issues de la fabrication pour soutenir d’autres domaines d’activité. Dans son rapport annuel sur le développement durable, l’entreprise a présenté le projet de l’Ohio comme un exemple clé de ses efforts pour gérer l’eau de manière responsable et durable. Lam Research a déjà dépassé son objectif d’économiser 64 millions de litres d’eau dans les régions soumises à un stress hydrique d’ici à 2025 comparé à une base de référence de 2019. L’entreprise a même actualisé son objectif de 2025 pour atteindre 302 millions de litres d’économies. 

En 2023, Silfex a remporté le Evoqua’s North American Annual Water Sustainability Award (prix annuel récompensant les efforts faits en matière de développement durable dans le secteur de l’eau décerné par Evoqua en Amérique du Nord).