半導體供水生存戰》台積電2奈米用再生水，竟也受少子化衝擊？

但現在，學問比以前大多了。「為了把生產風險降到最低，半導體廠開始定義水規格，水變成重要的生產資源，」明快幹練的她，擁有全球著名波士頓顧問公司經歷，雖沒有水務經驗，卻在兩年前加入山林水後，快速整頓財務、轉虧為盈。

2022年時一度陷入虧損，到了去年營收已創歷史新高，EPS達2.55元，更有近半營收來自高科技用水。原因是，山林水因疫情、烏俄戰爭面臨營運谷底時，卻也是半導體水務的轉折期。

台積電2奈米製程對再生水的嚴苛要求

2021年台灣百年大旱，2奈米廠還在環評階段，當時寶山二期原本預計每日新增用水需求高達12萬噸，幾乎相當於當時整個竹科用水量，引發「與民爭水」的疑慮。

為了讓2奈米順利建廠，台積電重新盤點節水措施，將每日新增用水需求下修至9.8萬噸，並規劃提高廢水回收率、興建再生水廠。

這讓寶山2奈米廠成為台灣第一座承諾百分百使用再生水的晶圓廠。

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只是，民生污水含有自來水沒有的物質，最明顯的就是尿素，可能會干擾半導體黃光製程，影響良率。以前山林水只要把水中尿素處理到5ppb（十億分之一）以下就過關，後來在台積電強力要求下，努力達到2ppb。水質穩定也重要，即使沒超標，尿素含量稍微浮動，就會被關切。

承建台積電南科再生水廠的中鼎工程，即使擁有40年經驗，第一次要把成分複雜的工業廢水，變成符合半導體製程需求的再生水，一樣是摸石頭過河。

「這在國際上，仍是無前例可循的工程挑戰，」中鼎表示，為了達標，中鼎嘗試了從沒用於半導體水處理的新技術，即使完工，依然要測試30天後才敢上線。

山林水跨入高難度的半導體用水，已經是台灣半導體再生水龍頭。圖右為山林水董事長郭又綺、左為總經理廖宗銘。（邱劍英攝）

半導體廢水處理的技術挑戰

現在的水處理已遠超過往「合乎排放標準」的傳統思維。

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因為再生水進入晶圓廠後，還要經過處理才能變成純水、超純水，水質愈穩定，後端處理的不確定性與成本就愈低。

除了水質要求，更緊急的是2奈米建廠速度極快，廢水處理需求必須急速開出，但傳統水務工程卻不一定跟得上，山林水必須隨機應變。

例如寶山水廠，台積電自建的再生水廠都還沒蓋好，山林水就必須提前開始接收2奈米廢水，因為客戶已經等不及了；甚至當台電的電力尚未接通，廖宗銘咬著牙租來兩台發電機，才能讓污水處理廠進行24小時試運轉。

楠梓也碰到類似問題。當地原本應有產業園區專用污水處理設施，卻因工程時程落後，台積電2奈米廠必須先找到排水去處。

山林水旗下原本專門處理民生污水的楠梓污水廠，於是趕緊開始增設處理工業廢水用的曝氣設備、過濾器，並要求台積電先在廠內把水做初步處理。

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最困難的是，既有的民生污水處理不能中斷，「就像穿著衣服改衣服，」廖宗銘形容，必須一邊處理每天進來的污水，一邊分階段停用設備改造。目前楠梓污水廠每日已承接約3.5萬噸台積電製程廢水。

剛開始營運的寶山水廠，更是全新任務。郭又綺與廖宗銘都記得，剛拿到樣水時，偏綠的顏色令人印象深刻。

過去，科學園區通常將不同廠商的廢水集中處理，與其他低污染廢水混合，降低處理負荷。但寶山地處竹科之外的獨立園區，加上嚴格環評要求，規劃了一座專門處理高濃度排水的污水廠，處理難度也因此提高。

例如，2奈米製程廢水中的氟化鈣、碳酸鈣，容易造成薄膜結垢堵塞。一般污水廠使用草酸清洗，但在寶山必須改用鹽酸，因此他們選用更耐酸的薄膜材質，最後還增加一道樹脂吸附，確保重金屬符合放流標準。

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在台南永康把民生污水轉化為再生水，是山林水的第一個挑戰，「第一個挑戰我們已經達成了，接下來的挑戰，是要支援半導體的高階再生水，」廖宗銘說。

台積電2030年水資源正效益目標是什麼？

不過，更根本的問題是，水真的夠嗎？

寶山二期園區預計到2030年，工業用水將100%使用再生水。

但因再生水設施進度落後，未來，水廠的水將有七成來自民生污水製的再生水，製程回用水佔約二至三成，若還有不足，會由從海水而來的截流水補足。

台南市永康水資源回收中心及再生水廠由山水林營運，每日能產出約1.5萬噸再生水，穩定輸送南科給半導體與光電廠商使用。（邱劍英攝）

但，民生污水並非取之不盡。

一位水務業界高層提醒，隨著少子化，未來民生污水量可能下降，再生水廠即使蓋得再大，也得看污水下水道能收集多少水。若供水不足，營收減少，長期甚至可能排擠設備維護、管線更新的經費，影響供水品質。

他觀察，半導體廠已逐漸意識到，光靠民生污水再生水，難以滿足持續擴張的工業需求，因而開始尋求海水淡化等替代水源。

過去追求的是回收率、再生水佔比等數字；如今，更重要的是整合再生水、海淡水與廠內節水措施，而非單靠任何一種水源。

細看台積電2025年永續產業報告，會發現，前一年曾寫出的2030年前60%，數字已不存在。

台積電回應表示，這並非意味著退守，而是目標已擴大為「2030年達成65%以上水資源正效益（Water Positive）」，也就是除了再生水和海淡水，還要透過地下水、伏流水復育等措施，抵銷至少65%的營運取水量。

再放大來看，竹科管理局表示，為了確保寶山園區供水穩定，水利署正透過擴增寶山第二水庫蓄水量、調度桃園石門及苗栗永和山水庫水源，並開發頭前溪抗旱井、油羅溪伏流水等多元水源，進一步降低對自來水的依賴。

新趨勢已經很清楚。從過去為了不與民搶水，拚再生水量，到現在因應更龐大的水需求，半導體用水策略必須轉變。

要兼顧供水量、水質、成本與環境負荷，還要長期支撐先進製程，只有不斷滾動調整，才能找到平衡，確保科技業與民眾的用水需求，都能被滿足。

（責任編輯：宋玟蒨）