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Chip e AI avranno sempre più sete e ogni singolo pagherà loro da bere



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Il settore dei semiconduttori e i modelli di intelligenza artificiale consumano tanta acqua e sempre di più ne preleveranno dal pianeta, per non deludere la crescente domanda del mercato.

Pubblicato il 2 apr 2024

Marta Abba'

Giornalista



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Si suole dire spesso “come acqua che scorre”, ma nel mondo ne scorre sempre meno. La siccità avanza, gradualmente e silenziosamente in alcune zone note perché a rischio desertificazione, a suon di eventi estremi in altre, più improbabili, altamente attrezzate per tutto tranne che per supplire alla mancanza di acqua. Per esempio, in una smart city come Barcellona.

In questo contesto ormai chiaro a tutti, a tutti coloro che si informano su ciò che accade nel mondo, il settore IT non può girarsi dall’altra parte. Perché l’acqua gli serve, e perché l’acqua la usa.

L’irrefrenabile desiderio di restare all’avanguardia

È vero che c’è sempre meno acqua per via della crisi climatica, ma ciò non deve spingerci a trascurare gli altri fattori “aggravanti”. A valutare quelli di natura tecnologica ci aiuta il nuovo report di S&P Global. Se ci si chiede come mai una società specializzata in informazioni di mercato si prenda a cuore tale tema, la risposta è semplice: l’approvvigionamento idrico rappresenta un fattore di rischio crescente per il mondo dei chip e per tutti i settori che da essi dipendono. Un effetto a cascata di ampia portata, che raggiunge anche i singoli cittadini come potenziali acquirenti di tutto ciò che contiene elementi di elettronica.

Ogni anno il consumo di acqua per la produzione di chip aumenta con un tasso pari al 10% e oggi è pari a quello di una città di 7,5 milioni di abitanti come Hong Kong. Per comprendere meglio i meccanismi interni al settore si può prendere come esempio il colosso taiwanese TSMC, anche perché fino al 2023 rappresentava il 58% del mercato globale di wafer.

Uno dei driver del consumo idrico consiste nel continuo evolversi dei processi produttivi. Migliorano a livello di business ma spesso non altrettanto dal punto di vista ambientale, purtroppo. Ne risulta, secondo il report, che il consumo di acqua per unità del chipmaker sia cresciuto di oltre il 35% nel 2015 in seguito all’introduzione dei nodi di processo a 16 nm, e che possa continuare ad aumentare man mano che si spinge sulla tecnologia d’avanguardia.

Va anche svelato ai non addetti ai lavori che gli impianti di fabbricazione utilizzano acqua ultrapura per sciacquare i wafer tra ogni fase del processo. Più le tecnologie avanzano, più sono le volte che si ripete questo passaggio, facendo impennare i consumi idrici. E poi c’è da considerare il semplice e ovvio fatto che il volume delle spedizioni di wafer non potrà che aumentare in futuro, soprattutto dopo il recente rallentamento. Tornando ai numeri di TSMC riportati S&P Global, la sua richiesta entro il 2030 potrebbe raddoppiare rispetto al livello del 2022.

Il rischio di restare a bocca asciutta

Ragionando su stime e ipotesi, il report afferma che se l’azienda TSMC sbagliasse la gestione dell’approvvigionamento idrico dei prossimi 2 o 3 anni, metterebbe a rischio la produzione, non riuscendo poi a soddisfare la domanda prevista per il 2030 anche per un 10% di ammanco. Sarebbe un “big fail” per la taiwanese, ma anche un danno “big” per tutti i consumatori che vedrebbero i prezzi dell’elettronica lievitare. Anche quelli dell’elettronica di consumo, dato che qualsiasi produttore ha l’abitudine di trasferire ai propri clienti i costi aggiuntivi derivanti da tariffe idriche più elevate e dalla spesa per l’utilizzo di autobotti in caso di grave siccità.

Questo è ciò che cinicamente immagina S&P Global, senza risparmiarsi di ricordare anche come le catene di approvvigionamento in tutto il mondo siano nuovamente fragili come ai tempi del Covid-19, anche se per differenti motivi. Dipendono tutte da pochi e grandi produttori di chip molti dei quali, “sfortuna vuole”, operano paradossalmente in aree dove c’è scarsità d’acqua: Shanghai in Cina, Arizona in USA sono solo due esempi, ma significativi.

Con queste cifre e queste previsioni, è naturale che la carenza d’acqua sia destinata a diventare un elemento di valutazione fondamentale per l’industria dei semiconduttori. Lo è anche per altri settori ad alta intensità idrica come quello dell’intelligenza artificiale. La domanda di questa tecnologia sta crescendo ad alta velocità e preleverà tra i 4,2 e i 6,6 miliardi di metri cubi entro il 2027. Il Regno Unito ne consuma il doppio in un anno, ed è un Paese con 67 milioni di persone che aprono i rubinetti ogni giorno. 

Per comprendere come si arriva a tali stime si può passare per qualche esempio. Il report propone quello di GPT-3: per addestrare il suo modello nei data center di Microsoft potrebbero servire circa 5,4 milioni di litri d’acqua. Usandolo, poi, ogni 10-50 risposte ci si “beve” una bottiglia d’acqua da 500 ml.

Con questi ritmi di consumo idrico, il progresso tecnologico ha gli anni contati, tenendo sempre in mente che l’acqua a disposizione non serve solo per supportare le ambizioni del mondo IT. È necessario secondo S&P Global “affrontare l’impronta idrica come una priorità nell’ambito degli sforzi collettivi per combattere le sfide idriche globali”. Per esempio, partendo da una maggiore trasparenza sul consumo idrico dei modelli di IA e delle chip fab.

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