Ativos líquidos: Impulsionar o setor dos semicondutores através de soluções de reutilização de água

A escassez de água é mais do que uma preocupação ambiental e de saúde pública, também representa um sério risco para a indústria e para a economia. Um setor que depende grandemente de um fornecimento constante de água limpa é o setor dos semicondutores. A água ultrapura é necessária em quase todas as fases do processo de fabrico. Os dispositivos semicondutores são tão pequenos e sensíveis que qualquer impureza de água, mesmo que em partes por trilião, pode conduzir a defeitos de fabrico dispendiosos. É por isso que os fabricantes necessitam de uma fonte de água ultrapura fiável durante o processo de fabrico de chips.   

Para discutir a forma como as tecnologias avançadas permitem aos fabricantes mitigar os riscos da falta de água, reduzir a dependência da água municipal e impulsionar os seus créditos de sustentabilidade, a Making Waves sentou-se com Glen Sundstrom, Diretor Técnico de UPW da equipa de mercado vertical de microeletrónica da Xylem.

Por que motivo é essencial que os fabricantes de semicondutores façam planos para as faltas de água?

De acordo com o Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente, “A fabricação de semicondutores é um dos subsetores que está particularmente exposto ao risco de seca devido à sua elevada intensidade de uso de água relacionada com a produção.” Um estudo recente revelou que pelo menos 40% das unidades de fabricação de semicondutores serão situadas em bacias hidrográficas para enfrentar o risco de elevado stress hídrico até 2030.

Com tantas unidades em áreas com dificuldades em maximizar a segurança da água, é importante minimizar a dependência de fontes de água externas, como a água potável municipal.

As faltas de água já causaram perturbações no setor – durante o período recorde de seca em Taiwan há alguns anos, as empresas viram-se forçadas a transportar água em camiões para manter os níveis de produção.

Que tecnologias existem para ajudar os fabricantes de semicondutores a lidar com os riscos de faltas de água? 

As empresas de semicondutores estão a aproveitar tecnologias avançadas para otimizar os seus sistemas de água e mitigar os riscos relacionados com a água. Estas soluções de ponta permitem aos fabricantes tratar, gerir e reutilizar a água de forma mais eficiente. As unidades que adotam a reutilização de água reduziram o impacto das faltas de água e minimizaram a sua dependência de água municipal externa. Uma referência é a Silfex, um fornecedor líder de componentes de precisão usado para produzir e operar equipamento de fabrico de semicondutores.

A Silfex aliou-se à Xylem para melhorar de forma dramática a sustentabilidade da água na sua unidade em Springfield, Ohio.

Em conjunto, desenharam uma membrana de osmose inversa de recuperação de água salgada e um sistema de água ultrapura para capturar águas de rejeição da osmose inversa (RO) e do excesso de fluxo dos processos de limpeza de precisão e reciclar essa água através das suas operações. Os resultados foram transformadores.

Como é que a Silfex identificou as oportunidades de impulsionar a sustentabilidade na unidade e ganhar tração?

Como primeiro passo, operadores da unidade de Ohio da Silfex conduziram uma avaliação abrangente dos sistemas de tratamento de água da unidade. Isto envolveu uma inspeção sistema a sistema para medir o volume e a composição química dos seus fluxos de resíduos individuais. Os operadores categorizaram cada componente baseado na facilidade e fiabilidade das opções de tratamento para revelar oportunidades imediatas e potenciais soluções a longo prazo para aumentar o uso da reutilização.

Este processo ajudou a Silfex a identificar e alcançar progressos rápidos, incluindo recuperar as águas de rejeição da osmose através de uma membrana de RO de recuperação de água salgada, resultando numa redução de 15% dos fluxos de resíduos do sistema de água ultrapura.

Como é que a Silfex aproveitou estes primeiros progressos e otimizou os seus fluxos de águas residuais? 

A unidade da Silfex continuava a produzir uma quantidade significativa de águas residuais de sala limpa que tinha potencial para recuperação e reutilização. Após uma análise em profundidade dos fluxos de resíduos existentes, a Silfex e a Xylem desenvolveram um plano para segregar, encaminhar e tratar individualmente os fluxos que podiam ser recuperados com o mínimo risco para maximizar as oportunidades de reciclagem. A Silfex aumentou o valor de aquisição das partes interessadas juntando detentores dos processos para identificar os requisitos de qualidade da água de entrada, as limitações e as implicações da qualidade da água para cada fluxo, assegurando que os padrões de qualidade eram cumpridos.  

Ao encontrar formas inovadoras para recolher e separar as águas residuais de sala limpa, a unidade da Silfex consegue reciclar e reutilizar até 80% da sua descarga que, de outra forma, iria para os fluxos de resíduos.

Este importante passo em frente irá poupar à unidade de produção de Ohio milhões de litros de água anualmente, reduzir drasticamente o seu consumo de água e aumentar a sua resiliência a quaisquer choques de fornecimento. O sistema também irá reduzir a necessidade de água de origem municipal pré-tratada, resultando em poupanças significativas no sal de amaciamento da água e outros químicos.

“A inovação e melhoria contínua fazem parte dos nossos valores fundamentais na Silfex e este projeto é um grande exemplo desses valores em ação,” afirma Rob Skrobak, Diretor-Geral da Silfex.

Como é que o compromisso da Silfex de reciclar água está a fazer progredir os objetivos de sustentabilidade da empresa?

O sucesso da Silfex em Ohio está a ajudar a sua empresa mãe Lam Research Corporation a progredir para ambições de sustentabilidade mais alargadas. A Lam Research comprometeu-se a explorar e investir em tecnologias de poupança de água e atualizações de eficiência, em particular, encontrando formas de reutilizar as águas residuais provenientes dos processos para apoiar outras áreas de operação. A empresa realçou o projeto de Ohio no seu relatório anual de sustentabilidade como um exemplo chave dos seus esforços para gerir a responsabilidade e sustentabilidade da água. A Lam Research já excedeu o seu objetivo de conseguir 64 milhões de litros de água poupados em regiões com stress hídrico numa linha de base de 2019 a 2025 – e até atualizou o seu objetivo de 2025 para 302 milhões de litros de poupança. 

Em 2023, a Silfex foi reconhecida como a vencedora do Evoqua’s North American Annual Water Sustainability Award (Prémio Anual de Sustentabilidade da Água na América do Norte da Evoqua).

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