发布日期 2024-10-17 | B站
正文
最近台湾电力紧张，10月16日上调工业电价，给台积电带来了沉重的打击。台湾的芯片企业占全球制造市场的68%，其中最先进的芯片，台积电一家企业制造了90%，可以说台积电就是台湾的未来。虽然说是高科技产业，台积电用电量却比传统重工业还要夸张。2023年，台积电用电量达到247.8亿度，占台湾省的8%。而新加坡600万人口加上几千家工厂，每年也只用570亿度，台积电一家企业就能用掉新加坡43%的电。今天我们来聊一聊台积电到底有多费电。
每个工序都要用能量换精度
生产芯片耗电量大，原因是生产步骤非常复杂，每个工序都要用能量去换精度。比如说生产芯片需要光刻机，精密芯片需要波长几nm的极紫外光刻机，光线从光源到硅片需要经过十几次反射镜，修正方向，每次反射损耗30%的能量，最终只有不到2%的光线达到晶圆，再扣除热损耗，能量转换率差不多是五千分之一。而每块芯片制造出来要经过十几次甚至是几十次的光刻：28nm制程大概需要40层，14nm需要60层，7nm工艺需要80层，甚至是上百层。所以仅仅EUV光刻机台积电有120多台，这些光刻机的输出功率只相当于最小号的吹风机，但每台每年消耗900万度电。芯片制造有成百上千个环节，光刻机虽然名声大，但光刻只是其中一道工序。研磨、扩散、植入、外延、蚀刻、清洗、测量，每个环节都要用电、用资源。
比如说芯片生产需要超级纯净水，一粒沙尘就可能毁掉生产线上全部的芯片晶圆，清洗芯片需要不含一丁点杂质的超纯水。90nm制程需要清洗90次，65nm制程需要清洗140次，22nm节点需要清洗250次，5nm的次数，数都数不清了。制造纯净水的设备也是用电大户。巨大的耗电量必然产生巨大的热量，所以还需要强力空调，比如超净车间的温度全年保持22摄氏度，这在热带意味着进一步增加用电量。2016年量产10nm芯片时，台积电一年用88亿度电，到了2023年就接近250亿。台积电现在还要扩大产能，制造更精密的芯片，正在安装的新一代光刻机每台的年耗电量是1700万度，到2030年台积电每年还要多消耗200多亿度电，一个企业相当于新加坡全国用电量。
废核的台湾补不上用电缺口
几百亿度电的用电缺口，按常理来说需要核电站来填补，但民进党最核心的选举口号就是“废核”。7月份台湾刚刚关掉了一台核电机组，核电比例降到了3%，未来也坚决反对新建核电站。现在的台湾几乎完全靠进口常规能源，尤其是昂贵的天然气，才能保证用电增量。因为国际市场的能源价格波动，台湾电力工业连年亏损。台湾经济部门宣布，10月16号起工业电费上涨12.5%，这又给用电大户台积电增加了成本压力。台积电发现，如果要保持对大陆的技术落差，电力供应是最严重的限制。
大陆一年的电力增量相当于24个台积电
但从整个中国来看，发电根本不是个问题。去年中国大陆的电力增量占全世界增量的83%，一年就增长了6000亿度，相当于24个台积电。如果两岸积极合作，台积电想造多少芯片就能造多少芯片。台湾曾经是中国最发达的省份，1994年台湾一个省的GDP相当于中国大陆的45%，但到了2023年台湾的经济只相当于大陆的4.2%。如果和其他省市一起比经济总量，台湾排第九，输给了对岸的福建。现在台积电已经是台湾最后的技术优势了，如果因为电力问题限制了自己的发展，台湾很快就会在经济上变成一个普通的省份。
附录
已核对
- 联网复核结果与原注一致且更细：台积电 2023 年永续报告口径用电约 231-232 亿度（绿电 25.9 亿度、占 11.2%，反推总量约 231 亿度），对照经济部能源署 2023 年全台总用电 2765 亿度约 8.3%-8.4%；自由财经（2025-09，引最新永续报告书）载明 2022 年突破 200 亿度、2024 年达 255.5 亿度（非绿能 219.4 亿+绿能 36.1 亿，占全台 2838.2 亿度的 9%）。正文「247.8 亿度」未获公开口径印证，且与正文自称的「8%」不匹配（247.8/2765≈9.0%），疑与他源或 2024 年数字混淆；因上游官方文稿证实口播即「247.8 亿度」、无法确证其口径来源，按原注保留原文不改。（来源 ec.ltn.com.tw）
- 已定案：ASML 官方明确「EUV lithography uses light with a wavelength of 13.5 nanometers」（维基百科同口径），13.5nm 为唯一标准值；正文「波长几nm」与事实不符。上游官方文稿亦作「几nm」，无法判断口播究竟说了「几纳米」还是「13.5纳米」，但无论哪种情况，13.5nm 都是可确证的物理事实，据 ASML 官方规格提请订正。（来源 asml.com）
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