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臺灣大停電讓用電大王臺積電深憂

作者:中國儲能網新聞中心 來源:電力網 發布時間:2019-06-24 瀏覽:
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2017年8月15日下午,臺灣當地經歷了有史以來最大規模的無預警停電,當時總共造成全臺灣668萬戶瞬間用電受影響,17縣市出現大規模停電,比例超過臺灣總用戶的一半。

根據臺灣官方調查,原因是因為臺灣中油公司員工,在操作大潭電廠的供氣系統時發生錯誤,因而讓系統出現"信號異常",最后6部機組自動關閉,讓供電量瞬間銳減10%。中油公司董事長陳金德一度表示,愿意負起所有責任。

對臺積電而言,電力供應穩定與否,是生產重要關鍵因子,撇開電力問題,臺積電在臺灣設3納米制造廠,仍有幾項優勢。

首先是張忠謀多次強調的,臺灣有很好的半導體產業供應鏈,完整上下游供應,及便利的一日生活圈,臺積電在生產制程上只要發生任何問題與阻礙,皆可在1日內獲得解決。再者,臺灣人力成本相對美國低,在美國設廠生產3、5納米產品,先進制程生產成本已經很高,若再加上人工,產品效益恐又被打折扣,在臺灣設廠制造仍具備此優勢。

雖然在臺灣設廠有優勢,但卡在電力供應穩定上,臺積電3納米設廠地點遲遲未有確認的方向,尤其臺灣現在政府目標是要走向非核家園,但政府對這段過渡時期的電力供應卻沒有明確規劃與掌握,此次815大停電,雖然臺積電未受停電影響,但政府的做法與對電力供應的能力,令外界有很高的疑慮。

盡管815停電最后是朝人為因素方向發展,但顯然一個小事件就可以造成全臺多處大停電,再度讓市場對政府效率大打折扣,政府要拿什么說服臺積電續留臺灣設廠,外界也都在看。

如果說臺灣不穩定的電力供應是臺積電離臺的外因,那么上馬極其耗電的EUV則是壓倒臺積電留臺的最后一根稻草。

全臺灣用電過去5年的增加量,約三分之一由臺積電貢獻。接下來,隨著導入「救世主」技術──EUV微影技術,用電還會暴增。臺積電評估,5納米制程用電會是目前主流制程的1.48倍。

根據南科管理局提供給環保署的文件,臺積電的5納米制程,估計用電量72萬瓩,幾乎與南科申請新增的用電功率相當。

這個數字究竟有多大?根據臺電資訊,東部用電量約在40到50萬瓩之間。也就是說,臺積電一個新廠的用電量,將比整個東臺灣56萬人口的用電量還多上不少。

半導體的制造,本來就是高度耗電的過程。盡管臺積電每年花費偌大人力、心力節省電力,但仍改變不了,采用各種先進科技及復雜化學品的晶圓廠、同時也是吃電大怪獸的事實。

根據臺積電企業社會責任報告書,2016年用電量為88.53億度,較前一年增加11%。若按此增長速度,2019年臺積電的用電量將突破100億度。

這個用電成長率,與臺積電業績的成長高度符合。臺積電董事長張忠謀在2009年重新接任執行長之后,每年法說會都向投資人保證,每年營收都會維持二位數成長,用電量也大致維持相同比例成長。

結果是,過去5年間,臺積電大舉擴產,股價與業績一再創下新高之際。總體用電量也增加102%,整整翻了一倍有余。

臺積電也因此成為臺灣用電成長的主要貢獻者之一。

根據能源局統計資料,同時間全臺灣工業部門的用電僅增加6%。而這個增加量當中超過一半是臺積電貢獻。

全臺灣用電量,過去5年的增加量當中也有33.6%,差不多三分之一的增加量由臺積電貢獻。

而且,在可預見的未來,這家世界級半導體天王每年用電增加的幅度,只怕還會加速擴大。因為半導體制程技術,又到了改朝換代時刻。

臺積電預計2019年量產的7納米制程的第二版本──7Plus,部分制程將首度導入極紫外光(EUV)微影制程,這是半導體產業期待已久的「救世主」技術。

目前半導體制程的主流光源是氬氟雷射,波長為193納米,當電晶體尺度已微縮到幾十納米時,就像用一支粗毛筆寫蠅頭小字一般,生產起來有點力不從心。這也是近幾年,摩爾定律即將告終的聲浪不斷的主因。

除了昂貴之外,但對臺灣而言,EUV這個救世主技術還有一個大缺點──耗電。

有多耗電?「嚇死人!」臺積電300mmFabs廠務處資深處長莊子壽心有余悸地說。他今年3月在一場記者會接受《天下》訪問時表示,他希望未來臺積電EUV用得「愈少愈好」,「因為太貴了,用的電也太大了。」

艾司摩爾至今尚未公布EUV機臺的耗電功率,但世界第二大記憶體制造商、南韓的SK海力士曾在2009年的EUVSymposium表示,EUV的能源轉換效率(wallplugefficiency)只有0.02%左右。

這個數字現在廣為業界引用。也就是說,當前最先進的EUV機臺能輸出250瓦功率的EUV,需要輸入0.125萬瓩的電力,這個耗電量是傳統氬氟雷射的10倍以上。

水冷系統也是EUV耗電的另一個原因。

曾與臺積電合作EUV光源研究的臺大電機系教授黃升龍解釋,主要是卡在散熱問題。他在臺大的EUV實驗機組,輸出功率僅有毫(千分之一)瓦等級,水冷系統整個架起來就有一個房間這么大。晶圓廠的EUV量產系統輸出功率是臺大的上萬倍,要怎樣將熱導出去,是很復雜的技術難題。而且,「冷卻系統也得耗上不少電,」黃升龍說。

臺灣清華大學核工所所長許榮鈞表示,臺灣本身尚缺乏2025年"告別核電"的本錢。當時他也說明:"核能如果全被取代,勢必就是燃煤和天然氣的使用量會大增。一到了夏天,勢必用量會更明顯加大"。

許榮鈞當時也補充,全世界達到非核家園的國家僅有德國,臺灣的特質與日本相似,都屬海島而無法跟周遭國家調節電力。在每一度電都要自己發出來的情況下,對于能源政策的規劃更應該謹慎。

在現在這個耗電社會,為了所謂的安全,而造成了這樣的惡果。如果臺積電一旦出走美國,對于臺灣半導體產業鏈來說,將會是一個重大的損失。這應該值得全臺認真思考。

關鍵字:電力

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