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直擊全台首座晶圓用再生水廠,搭配一條地下9.5公里的輸水命脈,如何解台積電、聯電的渴?

遠見雜誌

更新於 05月20日04:40 • 發布於 05月19日04:09 • 郭逸

台灣半導體產業全球稱霸,但鮮少人注意到,支撐晶圓製造的關鍵資源,其實是水。位於台南的永康水資源回收中心,每天供應1.55萬噸高階再生水至南科,成為台積電科技大廠的重要前端水源。從民生汙水到晶圓製程用水,這座隱身城市角落的再生水廠,撐起台灣AI與半導體產業的供水韌性。

一條埋在台南地底下的9.5公里輸水管線,貫穿永康和新市,每天都有1.55萬噸的再生水流向台南科學園區,供護國神山台積電清洗晶圓,堪稱半導體供應鏈背後不可或缺的「隱形命脈」。

根據台積電永續報告書,台積電的用水量逐年提高,從2020年的7700萬立方公尺到2023年首度突破1億立方公尺(約1億噸),相當於20座寶山水庫的蓄水量,而2024年單位產品平均耗水量約為161公升/每片12吋晶圓當量,水資源管理因此被台積電視為最重要的永續發展議題之一。

此外,晶圓要用的水幾乎沒有雜質,台積電先進製程晶圓往往須經過數十道、甚至上百道清洗程序,實際完成一片晶圓,背後耗用的水量相當可觀。

沒有水,或者應該說「沒有可用的水」,包括台積電在內的全球晶圓供應鏈都要繃緊神經。而要產出這類再生水,技術不容馬虎。

產出晶圓用再生水,永康水資源回收中心成產業命脈

台積電南科廠區的再生水源頭,來自2022年底正式營運的永康水資源回收中心,外觀看似平實,安靜地座落街邊,走過、路過真的可能錯過。

但,這座全台首座服務高科技產業的再生水廠,裡頭可是別有洞天。基地面積將近10公頃,走近一瞧,其中一處的處理設備高達三層樓,張耳一聽,地底下更是波濤洶湧,原本髒得深不見底的污水,經過一道道程序,漸漸變得清澈,裝在寶特瓶裡,對著天空,陽光全都穿透了。

永康水資源回收中心由環保工程廠山林水從2022年營運至今,累計供水超過千萬立方公尺,除了台積電,聯電、群創也是用戶。

永康水資源回收中心由環保工程廠山林水從2022年營運至今,累計供水超過千萬立方公尺。蘇義傑攝

永康水資源回收中心由環保工程廠山林水從2022年營運至今,累計供水超過千萬立方公尺。蘇義傑攝

2028年,永康水資源回收中心的日供水量,將從1.55萬噸,直上2萬噸。對於高科技用水與日俱增,內政部國土管理署長蔡長展很有感,他直言:「再生水已經不是備援,而是產業發展的必要基礎設施。」

為了讓再生水能符合高科技產業需求,永康水資源回收中心導入高階MBR(膜生物反應器)與RO逆滲透雙系統。宛如麵條的MBR在水裡浮啊、飄啊,山林水協理林英傑解釋,MBR可大幅去除懸浮微粒與有機污染物,再透過RO系統過濾微量離子與雜質,使水質接近電子級用水標準。

特別要過濾的是一般自來水都沒有設置標準的「硼」與「尿素」,林英傑提到,如果沒有濾乾淨,將影響半導體的黃光製程。

此外,永康水資源回收中心導入LEAP低能耗曝氣技術,利用特殊氣泡設計增加膜表面沖刷效果,在維持處理效能下,鼓風機能耗可降低約30%。

身兼環評委員的台灣大學環境工程研究所特聘教授侯嘉洪認為,山林水的技術有三大優勢,包括高階水處理技術整合能力、系統韌性與操作能力、風險管理能力,保持出水水質一致,可因應產業端需求即時應變,以及備援與即時監測。

「永康水資源回收中心不同於傳統污水處理廠,更像是一座『水的精煉廠』,把原本的民生污水轉化為科技業使用的穩定水源。」山林水董事長郭又綺說。

山林水董事長郭又綺。蘇義傑攝

山林水董事長郭又綺。蘇義傑攝

台灣不只缺水,更缺「穩定供水」

「穩定供給」正是南科的高科技業者如此仰賴山林水的原因。蔡長展強調,台灣降雨量多,時空分佈卻不均,加上氣候變遷影響,旱澇差距愈來愈大,「現在半導體與AI產業發展快速,對水質與供水穩定性的要求又比過去更高,未來台灣面對的,不只是『有沒有水』,而是『能不能穩定供水』。」

遙想2021年,台灣遭逢56年最大乾旱,旱象衝擊台灣半導體產能,為了找水,還到處鑿井,所有企業都嚇出一身冷汗。

蔡長展觀察到,企業過去看再生水,主要思考「單價」,現在看的則是「風險成本」,「經過幾次旱災,大家已經理解,缺水帶來的停工風險,其實遠高於水價差異。」他說,對高科技產業來說,一旦供水不穩,影響的是整條供應鏈與全球產能,因此企業開始把再生水視為營運韌性的一部分。

政府也已將再生水視為都市與產業共生系統的一部分,「再生水過去是單純的環保工程,現在是國家級的水資源戰略工程。」蔡長展說。

傾全國之力造水,儼然是台灣產業發展的重要戰略,這也讓山林水的市場地位同步提升。他們原本只是一家傳統污水處理廠商,近年來轉型為高階水處理與再生水供應,除了南科,山林水在台中、新竹等科學園區,也有類似的水資源處理廠。

能讓山林水快速跨入高科技用水領域的練兵場,是幾年前因應高雄半導體產業S型廊帶成型,大量科技公司進駐,山林水在楠梓的民生污水廠開始接收企業的廢水,並加以處理,「這真的是創舉,當時還不確定會賺錢,但能快速累積經驗,」郭又綺說。

做著做著,團隊專業知識豐足,還能優化工作流程。郭又綺發現,高科技產業的客戶每天都要追蹤水質,才能執行製程的配套措施,「我們也跟著改變,開發出更多與MBR相似的高階技術,說服客戶持續合作。」

山林水2022年開始,高階水處理與供水從15%,拉高到現在的42%,貢獻過半毛利,事業組合明顯改變。

山林水原本只是一家傳統污水處理廠商,近年來轉型為高階水處理與再生水供應。蘇義傑攝

山林水原本只是一家傳統污水處理廠商,近年來轉型為高階水處理與再生水供應。蘇義傑攝

2022年跌跤後轉型,山林水押注高階水處理翻身

會讓山林水跨足高科技用水的原因,也發生在2022年,因為公司營運跌了一跤。

向來都是財報優等生的山林水,當年的全年EPS竟虧損1.89元。當時郭又綺還沒上任,她回溯當年,與公共工程合約特性及促參案獲利結構轉變有關。

她說,早期BOT案因政府與民間都在摸索,條件相對寬鬆,「山林水的楠梓、羅東等污水處理案,35年期合約、每年可以固定挹注約4億元,是公司最穩定的現金流來源,但怎麼會虧損呢?」

原來是因為公共工程逐漸轉向BTO模式,政府對成本與報酬率掌握更精準,業界合理內部報酬率(IRR)大多壓縮至6%至8%,廠商獲利空間縮小,且疫情期間原物料、人力成本大漲,山林水部分工程合約因固定價格結構無法反映成本上升,被迫認列虧損。

郭又綺坦言,當時還有部分工程面臨工期延誤,依公共工程規定,若未如期供水,業主可依比例扣款,獲利因此下滑。

跌倒後,山林水奮力爬起,現在成功重振旗鼓!2025年全年EPS賺了2.55元,創下近五年新高,今年第一季EPS更來到1.23元,已將近去年全年的一半;郭又綺認為,投入高階水處理是一條正確的路,「國家政策持續挹注資金,廠商需求也不斷放大,未來發展潛力可期。」

相較高階水處理的業務拓展得順遂,公司在部分較傳統的工業園區代管污水系統,則有些驚險。郭又綺說,山林水必須負責稽查上百家廠商排放狀況,確認是否有不當排放或水質異常,卻因涉及業者利益,稽查現場有時如同「貓捉老鼠」,工作人員還得加保意外責任險。

當然,郭又綺發現,隨著產業升級,相對傳統的工業園區,整體水質管理已持續改善。

再生水要進入水循環系統,有極大開發潛力

侯嘉洪說,和新加坡、美國或以色列相比,台灣仍有三點有待加強。首先,目前仍以單一再生水案場為主,而非區域型水循環系統;其次是法規與市場機制不夠彈性,應建立更完整的分級使用制度,讓不同等級再生水進入不同用途;最後是能源與碳排的整合,再生水系統大量耗能,如何結合綠電、能源回收與低碳操作,將是重要發展方向。

「但我認為台灣其實有一個很大的優勢,就是同時具備高科技產業需求與高密度都市環境,這讓台灣有機會成為亞洲高科技再生水系統的重要示範場域。」侯嘉洪說。

當全球AI與半導體競賽愈演愈烈,水資源成為關鍵戰略資源。永康水資源回收中心讓外界看見,生產晶圓背後除了機台、人才與電力,高階水處理系統也功不可沒,而山林水的「造水工程」,已是台灣半導體供應鏈不可或缺的重要護城河。

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