韓国で半導体工場の増設計画が相次ぐ中、水インフラ需要が拡大する見通しだ。立地先で必要な用水を実際に確保できるかどうかが、半導体投資の前提条件として浮上しており、超純水や水再利用設備への関心が高まっている。

半導体工場の用水使用量は、すでに他の大規模施設と単純には比較できない規模に達している。キョボ証券によると、2025年時点のSamsung Electronicsのグローバル総取水量は1億9770万トンで、このうち約90％を半導体部門が占めた。SK hynixは1億1700万トンだった。これに対し、Amazonが開示した世界のデータセンターの直接取水量は950万トンにとどまる。

今後は工場増設が重なり、使用量はさらに増える見込みだ。韓国政府は2026年6月、「3大メガプロジェクト」を発表し、龍仁と西南圏での工場増設を投資の柱に位置付けた。キョボ証券は、用水確保と管路の許認可を主な制約要因に挙げ、韓国では用水の確保が最初の関門になると指摘している。

こうした状況を受け、工場内で水を再利用する設備の重要性が高まっている。超純水はウェハー洗浄に用いられる最も高純度の水で、理論上は純水に近い18.2MΩ・cmの抵抗率が求められる。ごく微量の金属イオンや粒子が残るだけでも、パターン崩壊や素子不良につながるためだ。

このため、使用済みの水を逆浸透膜（RO）やイオン交換方式で超純水レベルまで処理し、再使用率を90％以上に高める無放流（ZLD）の高度水処理ソリューションが、大規模工場のインフラとして採用されている。

原水の取水から前処理、超純水の供給、排水処理、再利用までを単一システムでまとめる一括設計の採用も広がっている。設備単位の最適化だけではエネルギーや薬品コストの削減に限界があり、工程と運用を一体で設計することで、安定性と経済性を両立しやすくなるためだ。

こうした需要は、先端工程の微細化が進むほど膨らむ。業界によると、極端紫外線（EUV）露光の導入以降、チップ構造の3次元化や多層金属配線の増加に伴い、化学的機械研磨（CMP）工程の回数が増加。研磨後の残渣を洗い流すポスト洗浄工程も頻繁に追加され、ウェハー1枚当たりの超純水消費量が急増したという。

加えて、EUV装置は1台当たり1〜1.5MW超の電力を消費するとされ、発熱を抑えるための冷却塔でも蒸発損失が発生する。この損失も、工場全体の用水消費に占める割合が大きい。3D NANDの積層数が300層を超える中、窒化膜のエッチングに使う高純度リン酸の使用量が増えていることも、廃液リサイクル需要を押し上げている。

超純水への要求は、工場内にとどまらず協力会社の製造工程にも広がっている。超純水設備企業の関係者は「装置メーカーが自ら性能を実証しなければならない時代になった。製造工程そのものを顧客工場の水準まで引き上げることが、生き残り戦略になっている」と話す。「超純水で精密洗浄されていない装置を出荷すれば、その装置自体が汚染源となり、工程の遅延や歩留まり低下につながりかねない」とも指摘した。

グローバルでは、再生水設備の整備が先行している。TSMCは台湾・台南の再生水プラントで、半導体産業の廃水を超純水レベルまで再生し、1日当たり2万トンを供給している。今後は6万7000トンまで拡大する計画だ。Samsung Electronicsも、地方自治体の下水処理場の放流水を取り込み、工場の水処理施設で超純水に変えるための管路を整備している。

一方、用水供給計画の本格化にはなお時間を要する。龍仁では、統合管路の第1段階として31万トンを2031年に、Samsung国家産業団地向けの第2段階として60万トンを2035年に供給する計画だ。半導体の生産能力（CAPA）を5年以内に2倍へ引き上げる目標と、本格的な用水供給の時期にはなお隔たりがある。

キョボ証券は、政府主導事業である以上、供給計画そのものが頓挫する可能性は低いとしつつも、自治体との協議や許認可の過程で遅れが生じる恐れがあると分析している。

同証券は「龍仁と西南圏での増設が進む過程で、再利用水と超純水インフラの需要も拡大する可能性がある」と説明する。その上で、「水の競争力は半導体生産能力を左右する前提条件であると同時に、水インフラのバリューチェーン需要を押し上げる変数として作用する」としている。