Umwelt | Wasser & Boden, 20.03.2025

Künstliche Intelligenz ist durstig

Wasser ist der am meisten gehandelte Rohstoff der Welt

Alle neuen Technologien, die uns umgeben, verwenden Halbleiter bei der Herstellung von Mikrochips, integrierten Schaltkreisen und Dioden. Bei der Herstellung von Halbleitern verbraucht eine mittelgroße Fabrik so viel Wasser wie eine Stadt mit 58.000 Einwohnern. Wasser ist der am meisten "gehandelte" Rohstoff der Welt. Der "virtuelle Wasserhandel" ist 400 mal größer als der von Öl. ChatGPT trinkt pro 20 Befehle einen halben Liter Wasser. Rechenzentren verbrauchen Wasser hauptsächlich für die Kühlung, während in einer Halbleiterfabrik Wasser ein wichtiger Bestandteil fast aller Teile des Herstellungsprozesses ist.

Die Zahlen in den Tabellen 1-4 fassen den jährlichen Wasserverbrauch der größten Akteure in Rechenzentren und Halbleitern zusammen. Mit anderen Worten: was sie an Wasser verschlingen. Viele dieser Fabriken befinden sich in Gebieten, in denen Dürren herrschen.

© Bluefield Research, Bloomberg, JP Morgan, Semiconductor Digest

Investitionsmöglichkeiten für 110-180 Milliarden US-Dollar

In einem wachsenden Halbleitermarkt ist die Verfügbarkeit von Wasser nicht nur ein kritischer Risikofaktor, der berücksichtigt werden muss, sondern kann auch Marktchancen für Anbieter bieten, die Lösungen für die Wasseraufbereitung mit unterschiedlichen Qualitätsmerkmalen anbieten. Die Investitionen in eine neue Halbleiterfabrik können sich auf mehrere zehn Milliarden Dollar belaufen. Der größte Teil entfällt auf Ausrüstungsinvestitionen, gefolgt vom Hochbau. Experten schätzen, dass die privaten Investitionen in neue Halbleiterfabriken weltweit um die 2,27 Milliarden US-Dollar erreichen werden. Investitionen in die wasserbezogene Infrastruktur haben hier einen Anteil von schätzungsweise 110 bis 180 Milliarden US-Dollar.

© Semiconductor Industry Association, Unternehmensberichte, JP Morgan

Drei Schlüsselthemen:

1. Reinstwasser

Reinstwasser ist Wasser, das nach strengsten Standards gereinigt wurde und daher nur sehr wenige Verunreinigungen enthält. Diese Eigenschaften sind unter anderem in der Halbleiterproduktion wichtig, um Produktfehler zu vermeiden. Mehr als 75 % des in dieser Branche verwendeten Wassers wird im Produktionsprozess verwendet, um Verunreinigungen wegzuspülen, was in mehreren Phasen erfolgt. Ein Reinstwasseraufbereitungssystem in einer neuen Fabrik macht 1-6 % der gesamten Kapitalkosten aus.

2. Wasserfiltrationstechnik

Im Rahmen der Wasseraufbereitung in Halbleiterfabriken wird das Wasser in mehreren Filtrationsrunden recycelt. Dies trägt dazu bei, den Wasserverbrauch zu senken. Zu den Arten der Filtrationsbehandlung gehören Mikrofiltration, Ultrafiltration, Nanofiltration und Umkehrosmose. Die Umkehrosmose ist die am weitesten verbreitete Behandlung unter den größten Halbleiterherstellern, da sie unter den Alternativen die stärkste Unterdrückungsleistung aufweist, d.h. die meisten Verunreinigungen entfernt.

3. Entsalzung und Wiederverwendung von Wasser

Um den wachsenden Durst der Halbleiterfabriken zu stillen, wurde in den letzten Jahren neben Frischwasser nach alternativen Wasserquellen gesucht. Die Wiederverwendung von Wasser ist zu einem wichtigen politischen Schwerpunkt in Gebieten geworden, in denen die Halbleiterindustrie allmählich von Wasserknappheit betroffen ist. Quellen dafür können Abwässer aus Haushalten und Kommunen sein. Die Entsalzung zeichnet sich nun auch als neue gute Alternative ab, wo mehrere Entsalzungsanlagen in der Nähe der Halbleiterfabriken gebaut wurden. Dies kann dazu beitragen, Probleme bei der Wasserversorgung bei Dürren zu lösen, die viele der Länder und Gebiete betreffen, in denen sich die Fabriken befinden.

Mikkel Nyholt-Smedseng ist Portfoliomanager DNB Fund Future Waves bei DNB Asset Management.

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