Asset liquidi: più resilienza per l’industria dei semiconduttori grazie al riuso dell’acqua

La scarsità d’acqua non è solamente un problema per l’ambiente e la salute pubblica, ma anche un forte rischio per l’industria e l’economia. Uno dei settori industriali maggiormente dipendente da una fornitura continua d’acqua pulita è quello dei semiconduttori. Infatti, praticamente ogni fase del processo produttivo necessita di acqua ultrapura. I dispositivi semiconduttori sono talmente piccoli e sensibili che anche qualsiasi impurità nell’acqua, addirittura nell’ordine di parti per trilione, si può tradurre in costosissimi difetti di produzione. È per questo che i produttori hanno bisogno di una fonte affidabile d’acqua ultrapura per la fabbricazione dei chip.   

Per approfondire come le tecnologie avanzate possono aiutare i costruttori a mitigare i rischi derivanti dalla carenza d’acqua, ridurre la propria dipendenza dalle fonti di approvvigionamento municipali e incrementare la sostenibilità, Making Waves ha intervistato Glen Sundstrom, UPW Technical Director del team dedicato al mercato verticale della microelettronica in Xylem.

Perché è essenziale per i produttori di semiconduttori prepararsi a eventuali carenze d’acqua?

Secondo il Programma delle Nazioni Unite per l’ambiente, “La produzione di semiconduttori è uno dei sottosettori particolarmente esposto al rischio di siccità, a causa dell’elevata quantità d’acqua necessaria per la produzione”. Un recente studio ha evidenziato che almeno il 40% degli stabilimenti per la produzione di semiconduttori sarà situato in bacini idrografici a forte rischio di stress idrico entro il 2030.

Con così tanti stabilimenti a rischio di non riuscire a massimizzare le scorte d’acqua, è importante minimizzare la dipendenza dalle fonti esterne d’acqua potabile come quelle municipali.

Le carenze d’acqua hanno già provocato diversi problemi all’industria, come nel caso della siccità record a Taiwan di alcuni anni fa, in cui le aziende sono state costrette a rifornirsi con autocisterne per mantenere i livelli di produzione.

Quali tecnologie sono già disponibili per aiutare i produttori di semiconduttori ad affrontare i rischi derivanti dalle carenze d’acqua? 

I produttori di semiconduttori possono già contare su diverse tecnologie avanzate per ottimizzare i propri impianti e mitigare i rischi legati all’acqua, ad esempio per trattare, gestire e riusare l’acqua in modo più efficiente. Gli impianti che hanno optato per il riuso dell’acqua hanno ridotto l’impatto delle carenze d’acqua e minimizzato anche la propria dipendenza dalle fonti di approvvigionamento esterne. Un ottimo esempio è Silfex, un produttore leader dei componenti di precisione utilizzati per la fabbricazione e il funzionamento delle attrezzature per la produzione di semiconduttori.

In collaborazione con Xylem, Silfex è riuscita a incrementare significativamente la sostenibilità idrica del proprio stabilimento di Springfield (Ohio, USA).

Insieme, le due aziende hanno progettato un impianto con membrana a osmosi inversa per il recupero della salamoia e un impianto ad acqua ultrapura per la cattura mediante osmosi inversa (RO) delle acque di scarto dei processi di pulizia di precisione, riciclando l’acqua utilizzata per le proprie attività. I risultati sono veramente incredibili.

Come è riuscita Silfex a incrementare la propria sostenibilità e sfruttare questa opportunità come traino in generale per l’azienda?

Innanzitutto, gli operatori dello stabilimento di Silfex in Ohio hanno condotto una valutazione approfondita degli impianti di trattamento dell’acqua dello stabilimento, ad esempio esaminando sistema per sistema i volumi interessati e la composizione chimica dei singoli flussi d’acqua. Gli operatori hanno quindi suddiviso in categorie ogni componente in base alla facilità e all’affidabilità delle opzioni di trattamento a disposizione, per individuare le eventuali opportunità immediate e le potenziali soluzioni a lungo termine per incrementare il riuso dell’acqua.

In questo modo, Silfex è riuscita a ottenere risultati concreti e immediati, come il recupero mediante osmosi inversa delle acque di scarto per mezzo di un’innovativa membrana RO di recupero della salamoia che ha assicurato una riduzione del 15% del consumo d’acqua ultrapura.

Oltre ai risultati conseguiti, come è riuscita Silfex a ottimizzare ulteriormente i propri flussi di acque reflue? 

Lo stabilimento di Silfex produceva ancora una quantità considerevole di acque reflue dalle camere bianche, che potenzialmente potevano essere recuperate e riusate. Dopo un’analisi accurata dei flussi di acque reflue in uscita dalle camere bianche, Silfex e Xylem hanno sviluppato un piano per separare, riconvogliare e trattare individualmente ogni flusso d’acqua che poteva essere recuperato con il minimo rischio per massimizzare le opportunità di riciclo. Silfex è riuscita a coinvolgere tutti gli attori interessati per identificare i requisiti di qualità dell’acqua in entrata e le implicazioni della qualità dell’acqua su ogni flusso, per accertarsi che fossero soddisfatti gli standard di qualità richiesti.  

Grazie a metodi innovativi per la raccolta e la separazione delle acque reflue delle camere bianche, ora lo stabilimento di Silfex è in grado di riciclare e riusare l’80% degli scarichi che altrimenti verrebbero riversati nelle fognature.

Questo grande passo in avanti consentirà allo stabilimento produttivo in Ohio di risparmiare milioni di litri d’acqua ogni anno, riducendo il consumo d’acqua e incrementando la propria resilienza a eventuali carenze di approvvigionamento. Inoltre, il nuovo impianto ridurrà la dipendenza dalle fonti di approvvigionamento municipali, con un risparmio considerevole in termini di sale per l’addolcimento dell’acqua e altre sostanze chimiche.

“Innovazione e miglioramento continuo sono due dei valori chiave di Silfex e questo progetto è un ottimo esempio di applicazione concreta”, ha affermato Rob Skrobak, Direttore Generale di Silfex.

Come si pone l’impegno di Silfex in termini di innovazione nel riciclo dell’acqua rispetto agli obiettivi di sostenibilità dell’azienda?

Il successo di Silfex in Ohio è perfettamente in linea con le ambizioni di sostenibilità in generale della società madre Lam Research Corporation. Infatti, Lam Research si è impegnata a valutare e investire in tecnologie di risparmio idrico e migliorie in termini di efficienza, in particolare trovando nuovi modi per riusare le acque reflue di processo a supporto di altre aree di attività. Inoltre, l'azienda ha citato il progetto in Ohio nel proprio rapporto annuale di sostenibilità come un esempio chiave di gestione dell’acqua in modo responsabile e sostenibile. Lam Research ha già raggiunto il proprio obiettivo di risparmiare 64 milioni di litri d’acqua in regioni a stress idrico dal 2019 al 2025 e si è addirittura posta un obiettivo ancora più ambizioso per il 2025, puntando a risparmiare 302 milioni di litri d’acqua. 

Nel 2023, Silfex si è anche aggiudicata il North American Annual Water Sustainability Award di Evoqua. 

Per saperne di più sulle soluzioni per la microelettronica di Xylem.