Boom na sztuczną inteligencję kojarzy się przede wszystkim z procesorami Nvidia, gigantycznymi centrami danych, rosnącym zużyciem energii i miliardowymi inwestycjami w nowe serwerownie. Coraz wyraźniej widać jednak mniej oczywisty skutek tej rewolucji - wzrost zapotrzebowania na specjalistyczną chemię fluorową. PFAS, określane potocznie jako „wieczne chemikalia” ze względu na wyjątkową trwałość wielu należących do tej grupy związków, są wykorzystywane na różnych etapach produkcji półprzewodników. Mogą znajdować się w materiałach potrzebnych do fotolitografii, środkach powierzchniowo czynnych, chemikaliach procesowych, elementach wykonanych z fluoropolimerów oraz płynach służących do bardzo precyzyjnej kontroli temperatury. Jednocześnie część fluorowanych cieczy jest rozwijana jako rozwiązanie do dwufazowego chłodzenia coraz gorętszych serwerów AI. Szwedzka organizacja ChemSec twierdzi, że większość największych światowych producentów PFAS zwiększa obecnie moce produkcyjne, a jednym z głównych motorów inwestycji są właśnie półprzewodniki, infrastruktura AI i centra danych. Nie oznacza to jednak, że bez PFAS sztuczna inteligencja natychmiast przestałaby działać. Pokazuje natomiast trudny konflikt pomiędzy szybkim rozwojem cyfrowej gospodarki a próbami ograniczenia jednej z najbardziej problematycznych grup trwałych chemikaliów.
Dlaczego rozwój sztucznej inteligencji zwiększa zapotrzebowanie na PFAS?
Sztuczna inteligencja nie zużywa PFAS bezpośrednio w taki sposób, w jaki centrum danych zużywa energię elektryczną. Zależność przebiega przez cały łańcuch dostaw. Więcej modeli AI oznacza większe zapotrzebowanie na procesory GPU, pamięci HBM, układy sieciowe, pamięci masowe i zaawansowane systemy zasilania. Ich produkcja wymaga kolejnych fabryk półprzewodników oraz zwiększenia wykorzystania istniejących zakładów. Wiele niezwykle precyzyjnych etapów procesu technologicznego wykorzystuje materiały fluorowane, w tym związki zaliczane do PFAS. Semiconductor Industry Association wymienia między innymi fotoaktywne generatory kwasów, środki powierzchniowo czynne, chemię do procesów mokrych, fluorowane środki stosowane podczas trawienia i osadzania, smary, elementy wyposażenia oraz płyny do wymiany ciepła. W najbardziej zaawansowanej produkcji chipów nawet drobna zmiana właściwości substancji może przełożyć się na liczbę wad na waflu krzemowym.
Najnowszy raport ChemSec opublikowany we wrześniu 2026 roku wskazuje, że większość analizowanych dużych producentów PFAS planuje zwiększać moce produkcyjne. Organizacja wymienia trzy szczególnie silne obszary popytu: infrastrukturę AI i centra danych, przemysł półprzewodnikowy oraz materiały do akumulatorów litowo-jonowych. Przykładowo japońscy producenci zwiększają możliwości w zakresie fluoropolimerów potrzebnych w elektronice, a przedsiębiorstwa chemiczne rozwijają nowe płyny chłodzące przeznaczone dla bardzo gęstych instalacji serwerowych. Jest to analiza organizacji prowadzącej kampanię na rzecz ograniczenia PFAS, dlatego jej wnioski dotyczące polityki regulacyjnej należy traktować jako stanowisko autora raportu. Dane o inwestycjach producentów pokazują jednak rzeczywisty trend: firmy chemiczne wyraźnie wiążą część nowych projektów z szybkim rozwojem półprzewodników i centrów AI.
Do czego PFAS są wykorzystywane podczas produkcji nowoczesnych chipów?
Produkcja współczesnego procesora wymaga setek kolejnych operacji wykonywanych na waflu krzemowym. Jednym z najważniejszych etapów jest fotolitografia, dzięki której na powierzchnię materiału przenoszone są niezwykle małe wzory tworzące tranzystory i połączenia. W tej części procesu związki z grupy PFAS mogą występować między innymi w środkach powierzchniowo czynnych, fotoaktywatorach oraz powłokach antyrefleksyjnych. Ich właściwości pomagają uzyskać równomierną warstwę materiału, kontrolować napięcie powierzchniowe i ograniczać wady podczas tworzenia coraz mniejszych struktur. Przy geometrii liczonej w nanometrach nawet minimalna nierównomierność może obniżyć uzysk produkcyjny. To jeden z powodów, dla których przemysł półprzewodnikowy argumentuje, że niektórych materiałów fluorowanych nie można po prostu zastąpić pierwszą dostępną alternatywą.
Fluorowane substancje mają zastosowanie również poza samą fotolitografią. Amerykańska EPA wskazuje, że przemysł półprzewodnikowy korzysta z fluorowanych związków podczas trawienia warstw na waflach oraz czyszczenia komór urządzeń do osadzania chemicznego. W procesach produkcyjnych wykorzystuje się ponadto fluorowane płyny do wymiany ciepła, służące do chłodzenia sprzętu, stabilizowania temperatury podczas testowania układów oraz innych specjalistycznych zastosowań. Nie wszystkie wymieniane przez EPA fluorowane gazy są automatycznie PFAS według każdej funkcjonującej definicji, dlatego pojęć „fluorowane związki” i „PFAS” nie należy używać zamiennie. Sama produkcja półprzewodników niewątpliwie jednak wykorzystuje wiele materiałów należących do rodziny PFAS, co zostało szczegółowo opisane przez branżowe konsorcjum utworzone specjalnie do analizy tego problemu.
Dlaczego centra danych AI coraz bardziej potrzebują chłodzenia cieczą?
Jeszcze niedawno typowy serwer można było skutecznie chłodzić dużą ilością przepływającego powietrza. Najnowsze akceleratory AI skupiają jednak coraz większą moc na niewielkiej powierzchni, a całe szafy mogą pobierać dziesiątki lub ponad sto kilowatów. Powietrze staje się wtedy coraz mniej efektywnym sposobem odbierania ogromnej ilości ciepła z procesorów. Dlatego operatorzy centrów danych rozwijają chłodzenie direct-to-chip, w którym ciecz przepływa przez specjalne bloki bezpośrednio przy najbardziej gorących komponentach, oraz chłodzenie immersyjne, gdzie większa część elektroniki może zostać zanurzona w nieprzewodzącej prądu cieczy. Według Reutersa producenci infrastruktury chłodzącej należą obecnie do największych beneficjentów boomu na centra danych AI, ponieważ gęstość mocy nowych instalacji wymusza przechodzenie na bardziej zaawansowane systemy termiczne.
Szczególnym wariantem jest chłodzenie dwufazowe. W takim systemie ciecz znajdująca się przy gorącej elektronice zaczyna wrzeć przy stosunkowo niskiej temperaturze. Powstająca para odbiera ciepło, przemieszcza się do wymiennika, skrapla i ponownie wraca do obiegu. Rozwiązanie może pozwolić ograniczyć ilość energii zużywanej przez tradycyjne systemy chłodzenia i zmniejszyć zapotrzebowanie na wodę. Chemours rozwija między innymi fluorowany płyn Opteon przeznaczony właśnie do dwufazowych systemów immersyjnych i direct-to-chip. W 2026 roku firma podpisała umowę z producentem serwerów 2CRSi po zakończeniu testów kompatybilności, a wcześniej jej rozwiązanie zostało zakwalifikowane do współpracy z wybranymi urządzeniami Samsunga. Producent bezpośrednio wiąże rozwój tej technologii ze wzrostem mocy cieplnej generowanej przez sprzęt AI.
Czy każde chłodzenie cieczą w centrum danych wymaga stosowania PFAS?
Nie. To jedno z najważniejszych zastrzeżeń w całej dyskusji. Określenie „chłodzenie cieczą” obejmuje wiele zupełnie różnych technologii i nie oznacza automatycznie wykorzystania PFAS. System direct-to-chip może stosować wodę lub mieszaniny na bazie wody w zamkniętej części instalacji, która nie ma kontaktu elektrycznego z samym procesorem. Jednofazowe chłodzenie immersyjne może natomiast opierać się na specjalnych olejach syntetycznych. PFAS są szczególnie istotne w części fluorowanych płynów dielektrycznych, w tym niektórych rozwiązaniach dwufazowych, gdzie potrzebne są bardzo konkretne właściwości: niepalność, brak przewodnictwa elektrycznego, stabilność chemiczna oraz odpowiednia temperatura wrzenia. To właśnie wyjątkowe właściwości wiązania węgiel-fluor pomagają uzyskać takie parametry.
Jednocześnie rynek aktywnie poszukuje alternatyw. 3M, przez dziesięciolecia jeden z największych producentów materiałów PFAS i dostawca płynów Novec wykorzystywanych między innymi w elektronice, zakończył własną produkcję PFAS pod koniec 2025 roku. Firmy rozwijające centra danych musiały więc szukać nowych cieczy oraz innych metod chłodzenia. Schneider Electric zwraca uwagę, że zmieniające się regulacje PFAS mają bezpośredni wpływ na decyzje dotyczące dwufazowej immersji i chłodzenia bezpośredniego. Ostateczny kierunek nie jest jeszcze przesądzony. Najbardziej prawdopodobne jest współistnienie wielu technologii: chłodzenia wodnego direct-to-chip, olejowej immersji jednofazowej oraz wybranych płynów fluorowanych tam, gdzie ich specyficzne właściwości zapewniają przewagę techniczną.
Dlaczego PFAS nazywa się „wiecznymi chemikaliami” i czego dotyczą obawy naukowców?
PFAS to ogromna rodzina syntetycznych substancji chemicznych zawierających częściowo lub całkowicie fluorowane łańcuchy węglowe. Ich zaletą technologiczną jest bardzo silne wiązanie pomiędzy atomami węgla i fluoru. Dzięki niemu materiały mogą być odporne na wysoką temperaturę, wodę, tłuszcz oraz agresywne chemikalia. Dokładnie ta sama właściwość jest jednak źródłem problemu środowiskowego. Wiele PFAS rozkłada się niezwykle wolno, dlatego po przedostaniu się do wody, gleby czy organizmów może pozostawać w środowisku przez bardzo długi czas. Trzeba jednocześnie podkreślić, że tysiące związków zaliczanych do PFAS różnią się właściwościami, mobilnością, zdolnością do akumulacji i profilem toksykologicznym. Określenie całej grupy jednym słowem nie oznacza, że wszystkie substancje zachowują się identycznie.
Najwięcej danych naukowych dotyczy starszych i najlepiej przebadanych związków takich jak PFOA oraz PFOS. Amerykańska agencja ATSDR wskazuje na obserwowane w badaniach populacyjnych związki pomiędzy ekspozycją na niektóre PFAS a podwyższonym cholesterolem, obniżoną odpowiedzią przeciwciał na część szczepionek, zmianami enzymów wątrobowych, mniejszą masą urodzeniową czy zwiększonym ryzykiem określonych nowotworów, przede wszystkim raka nerki w przypadku PFOA. Nie oznacza to, że każda nowa fluorowana ciecz używana w centrum danych wywołuje dokładnie te same efekty. Dla wielu nowszych związków dane są znacznie uboższe. Spór regulacyjny dotyczy więc również pytania, czy należy ograniczać PFAS jako całą rodzinę ze względu na ich trwałość, czy oceniać każdy związek oddzielnie.
Czy rozwój AI może zwiększyć emisje PFAS do środowiska?
Sam fakt wykorzystania PFAS w zamkniętym procesie przemysłowym nie oznacza automatycznie, że cała użyta substancja trafia do środowiska. Problem może pojawiać się jednak na różnych etapach cyklu życia: podczas produkcji chemikaliów, transportu, eksploatacji urządzeń, wycieków, czyszczenia instalacji oraz późniejszej utylizacji odpadów. W fabrykach półprzewodników część materiałów PFAS występuje w ściekach procesowych, odpadach rozpuszczalnikowych czy strumieniach gazowych. EPA wymienia między innymi pozostałości związane z fotorezystami i procesami trawienia jako potencjalne źródła odpadów zawierających PFAS. Semiconductor PFAS Consortium prowadzi osobne projekty mające mapować drogi ich uwalniania w procesach fotolitografii, trawienia, pakowania oraz stosowania płynów do wymiany ciepła.
W przypadku chłodzenia centrum danych sytuacja wygląda inaczej, ponieważ ciecz ma funkcjonować w zamkniętym obiegu i być odzyskiwana. Producenci argumentują, że nowoczesne dwufazowe systemy mogą znacznie ograniczać zużycie energii i praktycznie eliminować wodę potrzebną do chłodzenia wyparnego. Z perspektywy środowiskowej tworzy to skomplikowany bilans: technologia może ograniczyć zużycie wody i energii, ale jednocześnie wprowadza do infrastruktury trwałe związki fluorowane, których wyciek lub niewłaściwa utylizacja może rodzić inne problemy. Dlatego najważniejsze będą szczelność instalacji, odzysk płynu, monitoring emisji oraz sposób zagospodarowania substancji po zakończeniu eksploatacji. Nie można więc sprowadzić dyskusji do prostego stwierdzenia, że fluorowane chłodzenie jest albo całkowicie ekologiczne, albo całkowicie szkodliwe.
Czy Unia Europejska może ograniczyć stosowanie PFAS w produkcji chipów i centrach danych?
Unia Europejska pracuje nad jednym z najbardziej kompleksowych na świecie ograniczeń obejmujących PFAS jako szeroką grupę chemikaliów. Wniosek został przygotowany przez pięć państw europejskich, a proces oceny prowadzony jest przez Europejską Agencję Chemikaliów. W marcu 2026 roku komitet ds. oceny ryzyka ECHA zakończył swoją opinię, popierając działania obejmujące całą grupę PFAS, ale jednocześnie wskazując możliwość stosowania konkretnych odstępstw tam, gdzie natychmiastowe zastąpienie materiałów jest szczególnie trudne. Proces nadal trwa i nie oznacza, że wszystkie PFAS zostaną z dnia na dzień zakazane w każdym zastosowaniu. Przemysł półprzewodnikowy należy do sektorów, w których kwestia okresów przejściowych i wyjątków ma szczególnie duże znaczenie.
Producenci chipów argumentują, że szybkie usunięcie wszystkich zastosowań PFAS mogłoby utrudnić produkcję najbardziej zaawansowanych półprzewodników, ponieważ część zamienników nie zapewnia obecnie odpowiedniej czystości, odporności chemicznej lub parametrów powierzchniowych. Z drugiej strony regulatorzy podkreślają, że ciągłe zwiększanie produkcji bardzo trwałych związków oznacza narastanie przyszłego problemu z zanieczyszczeniem. Prawdopodobnym kierunkiem europejskich regulacji są więc ograniczenia połączone z czasowymi derogacjami dla zastosowań uznanych za krytyczne oraz silniejszym obowiązkiem ograniczania emisji. Boom AI dodatkowo komplikuje sprawę, ponieważ zwiększa strategiczne znaczenie własnej produkcji półprzewodników w Europie dokładnie w momencie, gdy Unia próbuje ograniczyć grupę materiałów wykorzystywanych przy ich wytwarzaniu.
Czy przemysł półprzewodnikowy może całkowicie zastąpić PFAS bez utraty jakości chipów?
Poszukiwania zamienników już trwają i w części zastosowań przynoszą rezultaty. Semiconductor Industry Association opisuje wcześniejsze wycofywanie określonych długołańcuchowych PFAS oraz prace nad nowymi środkami powierzchniowo czynnymi, smarami i płynami wymiany ciepła. W 2026 roku konsorcjum branżowe opublikowało między innymi analizę olejów silikonowych jako potencjalnej alternatywy dla fluorowanych płynów używanych podczas produkcji półprzewodników. Problem polega na tym, że jeden zamiennik rzadko nadaje się do wszystkich operacji. Materiał pracujący w ekstremalnie czystym środowisku fabryki chipów musi spełniać wymagania dotyczące odporności chemicznej, temperatury, czystości i kompatybilności z precyzyjnym sprzętem, a jednocześnie nie może zwiększać liczby defektów na waflu.
Historia branży pokazuje jednak, że zastępowanie problematycznych substancji jest możliwe, choć często trwa latami. Niektóre związki stosowane wcześniej w fotolitografii zostały ograniczone lub zastąpione po pojawieniu się danych dotyczących ryzyka środowiskowego. Dzisiejszy spór nie dotyczy więc tego, czy jakiekolwiek PFAS da się zastąpić, lecz jak szybko można zrobić to w najbardziej wymagających zastosowaniach. Im większy będzie rynek chipów napędzany przez AI, tym większe środki producenci materiałów mogą przeznaczać zarówno na zwiększanie istniejących mocy PFAS, jak i na badania nad alternatywami. Regulacje mogą przy tym odegrać kluczową rolę ekonomiczną: jeżeli stosowanie PFAS pozostanie tanie i łatwe, presja na zmianę będzie słabsza; jeżeli koszty emisji, raportowania i odpowiedzialności wzrosną, poszukiwanie substytutów stanie się znacznie bardziej opłacalne.
Czy „zielona AI” będzie musiała uwzględniać także chemię potrzebną do produkcji komputerów?
Ocena wpływu sztucznej inteligencji na środowisko najczęściej sprowadza się dziś do energii elektrycznej, emisji CO2 oraz zużycia wody. To zrozumiałe, ponieważ budowane centra danych osiągają moc liczoną w setkach megawatów, a nawet gigawatach. Rosnący popyt na PFAS pokazuje jednak, że pełny ślad AI zaczyna się znacznie wcześniej niż w momencie włączenia serwera. Obejmuje wydobycie surowców, produkcję procesorów i pamięci, chemię półprzewodnikową, systemy chłodzenia, materiały konstrukcyjne oraz późniejsze zagospodarowanie sprzętu. Jeśli zapotrzebowanie na akceleratory będzie rosło w obecnym tempie, znaczenie tych mniej widocznych elementów łańcucha dostaw również będzie się zwiększać.
Najbardziej interesujący paradoks dotyczy chłodzenia. Fluorowana ciecz może potencjalnie ograniczyć zużycie wody i energii przez centrum danych, a jednocześnie należeć do grupy związków budzących poważne obawy ze względu na trwałość w środowisku. Podobnie produkcja nowocześniejszego, bardziej energooszczędnego procesora może wymagać bardzo zaawansowanej chemii procesowej. Nie ma więc jednego wskaźnika pozwalającego łatwo określić, czy technologia AI jest „zielona”. Rosnący popyt na PFAS przypomina, że ekologiczna ocena sztucznej inteligencji musi uwzględniać cały cykl życia infrastruktury. Dopiero wtedy można porównywać korzyści wynikające z mniejszego zużycia energii czy wody z kosztami chemicznymi i środowiskowymi ukrytymi wcześniej głęboko w łańcuchu produkcji sprzętu.
