[08-07-2022 10:45:01]-Zonder Taiwan geen chips – maar tegen welke prijs? – Trouw

W3.CSS

Datum: 08-07-2022 10:45:01
Locatie: De Steeg
Gemeente:
Provincie: Provincie Gelderland}
Bron: Trouw

In de schaduw van een grote Chinese olieboom staat een Taoïstisch tempeltje, met op het dak een helderblauw geverfde draak.
Hoe meer van die fabrieken, hoe groter de invloed op het verbruik van elektra en grondstoffen.
TSMC pleegt roofbouw op het eiland, maar het is het waard, klinkt de verdediging.
In het zuidelijke Tainan bouwde het bedrijf een recyclingfabriek waar een deel van het industriële afvalwater wordt gezuiverd om terug te brengen in het productieproces.
Ze protesteerden voor het overheidskantoor waar het stadsbestuur de confiscatie van nog eens 400 hectare land, ten gunste van het Science Park, besprak.

De chipindustrie vreet het eiland kaal, en toch kan Taiwan niet zonder de fabrieken. De rest van de wereld ook niet trouwens.

Hij is de vierde en laatste generatie rijstboeren in zijn familie, zegt Tian Shou-shi. De kinderen van de 64-jarige boer hielpen vroeger nog wel mee op het land, maar ze vinden het werk veel te zwaar om het hun leven lang te blijven doen. In de schaduw van een grote Chinese olieboom staat een Taoïstisch tempeltje, met op het dak een helderblauw geverfde draak. Tian komt hier wierook aansteken om een goede oogst af te dwingen en de walm vermengt zich met de jasmijngeur van de rijstplanten.

Op zijn slippers loopt Tian het rijstveldje in om aan te wijzen wat zijn planten zijn. Hij begrijpt zijn kinderen wel. Rijst verbouwen heeft geen toekomst, chips wel. Hij wijst naar de horizon waar rechthoekige dozen ver boven zijn akkertje uitsteken. Het is de strakke architectuur van het Hsinchu Science Park. “Chips zijn veel meer waard dan rijst”, is zijn simpele conclusie.

Hsinchu is het epicentrum van de Taiwanese chipindustrie. De allerkleinste chips die op de markt zijn, worden daar gemaakt: 6 nanometer groot – zoveel als een vingernagel groeit in zes seconden.

TSMC heeft 92 procent van de markt in handen

Hsinchu is tevens het epicentrum van de wereldwijde chipindustrie, want als het gaat om de meest geavanceerde chips ter wereld, dan heeft de Taiwanese chipfabrikant TSMC 92 procent van de markt in handen. Voor de minder geavanceerde chips is dat iets meer dan de helft van de wereldmarkt.

Het is een kwetsbare industrie. Dat werd vorig jaar duidelijk toen Taiwan geraakt werd door een coronagolf, en de productie haperde. Sinds begin dit jaar zijn er problemen met levering van machineonderdelen, waardoor de productie wéér vertraging oploopt. Maar het belangrijkste en meest volhardende probleem is de duurzaamheid van de chipfabrieken zelf. Vorig jaar was een uitzonderlijk droog jaar voor het eiland, en van februari tot juli mocht boer Tian zijn akkertje niet bewerken. Het water uit het Baoshan-reservoir, een paar kilometer verderop in de bergen, was exclusief voor de fabrieken in het Science Park. “Dat was niet eerlijk, want ik moest mijn spaargeld opeten”, vertelt hij in het prieeltje naast de tempel. De landeigenaar van wie Tian zijn akker huurt, stak de compensatie van de overheid in eigen zak. Het gezicht van de boer vertrekt in een cynische grijns. “Om onze relatie niet op het spel te zetten, heb ik er niets van gezegd. Maar hij heeft inderdaad een heel winstgevend jaar gehad.”

Zonder water geen chips. De productie van één chip kost 38 liter, en met de miljoenen chips die TSMC maakt, loopt het dagelijkse waterverbruik op tot 156.000 ton, of zo’n tachtig zwembaden vol. Dat is 3,4 procent van al het water dat de Taiwanese industrie gebruikt.

Beeld Trouw

Voor de productie van chips is ‘ultra zuiver water’ nodig

Dat komt omdat voor de productie ‘ultra zuiver water’ nodig is. Na iedere stap in het proces moet de wafer, gemaakt van silicium waar de patronen van de chipjes op geëtst zijn, worden schoongemaakt. Dat kan niet met gewoon drinkwater, legt Reinier Richters uit. Bij het Nederlandse ingenieursbureau Deerns adviseert hij bedrijven en organisaties bij het verduurzamen van hun productieprocessen, ook in Taiwan en China. “Water dat voor ons nog gezond is, wil je niet op een chip gebruiken. Omdat het allemaal op atoomschaal gebeurt is elke verontreiniging funest.”

Voor iedere kuub ultra zuiver water waar de wafers mee worden schoongemaakt, is 1,2 kuub normaal water nodig. TSMC is inmiddels in staat om 80 tot 90 procent van al dat water opnieuw te gebruiken. “Maar die 10 procent die verloren gaat, is nog steeds erg veel water”, zegt Richters.

Bovendien, omdat de chips alsmaar kleiner en geavanceerder worden, wordt het productieproces ingewikkelder én verbruikt het steeds méér water. Tussen 2017 en 2019 steeg het verbruik van de TSMC-fabrieken met 70 procent. “Alles wordt schoner en duurzamer, van onze elektrische auto’s tot onze snellere computers. Alles, behalve de chips die we ervoor gebruiken”, verwoordt ingenieur Richters de ironie van die ontwikkeling.

De gouden formule van Morris Chang (90) Voor elektronica-onderdelen en arbeidsintensieve maakindustrie trokken veel westerse bedrijven vanaf eind jaren tachtig naar Taiwan. De Chinees Morris Chang zag daar grote kansen. Hij had jarenlange ervaring bij Texas Instruments in de Verenigde Staten opgedaan, toen hij in 1987 de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) oprichtte. TSMC maakt geen apparaten, maar concentreert zich puur op de productie van chips. Die worden steeds kleiner, terwijl ze tóch meer informatie kunnen dragen. Omdat ze de chips dus niet zelf ontwerpt, presenteert TSMC zich als het Zwitserland van de tech-industrie en kan het aan ieder bedrijf leveren. Met een marktwaarde van zo’n 500 miljard dollar, is TSMC het meest waardevolle bedrijf in Azië.

De fabriek is goed voor 4,8 procent van het totale Taiwanese elektriciteitsgebruik

En het gaat niet alleen over water. Hoe meer van die fabrieken, hoe groter de invloed op het verbruik van elektra en grondstoffen. Chips worden gemaakt in een ruimte waar de vochtigheid en de temperatuur van de lucht constant moeten blijven. Er wordt dus de hele tijd gezuiverd. “De gassen en chemicaliën die een fabriek daarvoor gebruikt, worden netjes afgebroken en verwijderd. Maar die technieken vragen ook weer veel energie.”

Het energieverbruik van TSMC stijgt dus ook, van 9,9 kilowatt per uur per geproduceerde wafer in 2015, tot 12,5 kw per uur vier jaar later. Dat komt neer op 4,8 procent van het totale Taiwanese elektriciteitsgebruik, becijferde Greenpeace. Dit jaar loopt dat verder op tot 7,2 procent omdat het bedrijf begint met de productie van de nóg geavanceerdere, dus nóg kleinere chip van 3 nanometer.

TSMC pleegt roofbouw op het eiland, maar het is het waard, klinkt de verdediging. De chipindustrie en alle ondersteunende diensten zijn goed voor zo’n 5 procent van de economie van het eiland. Meer dan duizend miljard dollar investeerde TSMC de afgelopen jaren, goed voor een vijfde van de totale private investeringen in Taiwan. “Het bedrijf zorgt voor een groot deel van de economische groei, het hele lokale ecosysteem en de goedbetaalde banen op het eiland”, zegt semiconductor analist Arisa Liu, in een lokale krant. “De Taiwanese regering wil TSMC niet zien vertrekken.” De chipindustrie is bovendien een belangrijke troef van Taiwan als het gaat om haar nationale veiligheid. Niemand zal het eiland durven aanvallen dat zó cruciaal is voor het functioneren van ’s werelds meest geavanceerde elektronica.

Het Boashan-reservoir in Hsinchu staat goeddeels droog. Beeld ANP / The New York Times Syndication

Taiwan kan niet meer vertrouwen op het tyfoonseizoen als oplossing

Maar cruciaal of niet, TSMC’s fabrieken verstoren de balans op het eiland. “Vroeger vertrouwden we op het tyfoonseizoen om de waterschaarste op te lossen. Zo zou Taiwan nooit een waterprobleem hebben”, vertelt ingenieur Yung Chia-hsu. “Drie tot vier keer per jaar werden de reservoirs opnieuw gevuld.” Yung werkt voor het Nederlandse ingenieursbureau Nelis en Schuurmans, dat gespecialiseerd is in software die overstromingen voorspelt. Belangrijker: Yung is geboren en getogen Taiwanees en heeft een goede kijk op de waterhuishouding op het eiland. Die is complex, legt hij uit in een café in de hoofdstad Taipei.

Het subtropische eiland, waar de lucht zwaar is van al het vocht, zou helemaal geen watertekort moeten hebben. Maar al het water dat valt, loopt meteen naar zee. De berghellingen zijn of te steil om iets mee te doen, of al bebouwd tijdens de Japanse overheersing in de eerste helft van de twintigste eeuw. Op een aantal vlaktes zijn reservoirs aangelegd, maar die slibben dicht met modder die door waterstromen uit de bergen wordt meegesleurd.

Yung pakt er een pen bij en tekent een oplossing waar nu aan gewerkt wordt: een tunnel aan het einde van zo’n rivier waar de modder in wegzinkt terwijl het water het reservoir in stroomt. Samen met de TU Delft zoekt hij de beste locaties voor waterprojecten, zoals het opvangen van grondwater in uiterwaarden. “Vroeger spoelde dat vloedwater gewoon weg, maar nu leiden we het naar de rivier”, vertelt hij. En nee, dat is geen unieke Nederlandse oplossing. “Ruimte voor water, de Japanners deden het honderd jaar geleden al.”

ASML Een van Nederlands meest waardevolle bedrijven, ASML is voor meer dan een derde van haar omzet – bijna 19 miljard euro in 2021 – afhankelijk van TSMC. Die afhankelijkheid is wederzijds, want ASML is het enige bedrijf ter wereld dat de zeer complexe machines kan maken die nodig zijn voor de allerkleinste chips. Deze zogeheten EUV-machines kosten elk ongeveer 140 miljoen dollar en worden verkocht aan slechts een handvol chipfabrikanten, waaronder TSMC, Samsung en Intel. TSMC investeert daarom miljoenen in ASML.

In 2050 moet de productie energieneutraal zijn

Wat het watertekort niet helpt, is de verspilling. De waterprijs is met 9 Taiwanese dollar, of 30 eurocent per kuub, een van de laagste ter wereld. Grootverbruikers zoals TSMC betalen een hogere waterprijs, maar dat leek tijdens die droge maanden in 2021 geen probleem. TSMC liet water per vrachtwagen aanrukken.

Het bedrijf reageert niet op vragen, maar duidelijk is dat het verwoede pogingen doet om de productie van chips duurzamer te maken. Aan de eigen doelen ligt het niet. Over drie jaar mag de energieconsumptie niet meer groeien, in 2030 moet die terug zijn op het niveau van 2020 en in 2050 moet de productie zelfs helemaal energieneutraal zijn. De stroom die uit de stopcontacten van TSMC-kantoren komt, komt inmiddels helemaal uit duurzame bronnen, schrijft het bedrijf in haar jaarverslag.

In het zuidelijke Tainan bouwde het bedrijf een recyclingfabriek waar een deel van het industriële afvalwater wordt gezuiverd om terug te brengen in het productieproces. Zo’n fabriek moet er ook komen in het Hsinchu Science Park, waar TSMC nóg kleinere 2-nanometerchips gaat maken. Op verschillende plekken in Taiwan komen bovendien ontziltingsfabrieken, die zeewater geschikt maken voor industrieel gebruik. 2 procent van de jaarlijkse omzet à 57 miljard dollar steekt het bedrijf voortaan in haar duurzame doelen, beloofde Lora Ho, vice-president van TSMC, een paar maanden geleden.

Een chip van TSMC.

De toekomst van Taiwan zit in chips, niet in rijst

Ondertussen kijkt het chipbedrijf ook naar het buitenland. Voor de wereldwijde afhankelijkheid van chips, zou het handig zijn om de risico’s geografisch te spreiden. Onderzoek blijft in Taiwan, maar voor de minder geavanceerde chips zijn er al fabrieken opgezet in de Verenigde Staten en China. Japan en Duitsland zijn ook geïnteresseerd, vertelt Liu Pei-zhen van het Taiwan Institute for Economic Research. “Zulke fabrieken kunnen wisselgeld zijn voor meer samenwerking en investering in Taiwan.”

De toekomst van Taiwan zit in chips, niet in rijst. Maar chips kun je niet eten. Daarom huurde boer Tian laatst samen met een groep collega-boeren een bus die hen naar het centrum van Hsinchu bracht. Ze protesteerden voor het overheidskantoor waar het stadsbestuur de confiscatie van nog eens 400 hectare land, ten gunste van het Science Park, besprak. “Dat is het laatste stuk goede landbouwgrond”, zegt Tian verontwaardigd.

Taiwan produceert 120 procent meer rijst dan ze opeet, maar aan andere gewassen is wél al een tekort. “Ik ben maar een gewone boer, en ik ben bijna met pensioen,” zegt Tian. Over een paar jaar dreigen er niet genoeg mensen én niet genoeg landbouwgrond te zijn om het hele eiland van eten te voorzien. Dat baart hem zorgen. “Zolang er genoeg geld is kunnen we rijst importeren. Maar als er iets gebeurt, zoals een pandemie of een oorlog zoals in Oekraïne, dan kunnen we hier niet zomaar weg.”