台积电最大软肋！一天耗电3万度？3nm工厂年耗电量达70亿度

相信大家都知道，台积电一直都是全球最大的芯片代工厂商，无论是在先进芯片制程工艺，还是芯片产能、EUV光刻机使用率等，都处于全球最顶尖水准。

我们知道光刻机很贵，而7nm工艺以上所需的EUV极紫外光刻机更贵，却还是一个非常耗电的电老虎。据媒体报道，台积电每台EUV光刻机每天耗电量高达3万度，其最新规划的3nm工厂年耗电量将达70亿度。缺电，或成为掣肘台积电的首要因素之一。

台积电：台湾最大的耗电大户

据统计，2012年台湾人均年耗电量已经达到约10800千瓦时，超过日本、韩国，成为亚洲非产油国家和地区人均耗电量之最。而2014年中国大陆的人均年耗电量才4740千瓦时，不到台湾地区2012年的一半。

不过以上数据可能与台湾公布数据存在一些出入。据数据显示，2012年民生用电售电量576.45亿度，工业用电1176.48亿度。截至2012年底，台湾人口约2331.58万人。以此数据来估算，台湾的人均年耗电量约为7518度。

根据电公司统计的数据显示，中国台湾地区2018年全年用电量达2191亿度。而2018年底，台湾户籍登记人口则为2358.9万人。按照此数据来计算，2018年，台湾人均年耗电量已经超过了9288千万时，远超冰岛等人均耗电量排名靠前的国家。

而台湾地区人均年耗电量如此之高的关键原因则是，台湾庞大的半导体产业消耗了大量的电能，导致台湾的人均年耗电量“被平均”了。

而在台湾半导体厂商当中，台积电一直都是最大的用电大户。几年之前，台积电的用电量就占据了全台湾用电量的5%以上。

根据台积电企业社会责任报告书，2016年台积电用电量就已高达88.53亿度，较前2015年增加了11％。当时台积电仅在竹科的Fab耗电功率已经超过72万千瓦。

2019年，包括中国台湾厂区、WaferTech、台积电（中国）、台积电（南京）、采钰公司，台积电全球能源消耗量为143.3亿度，比五年前增加了54.12亿度，近五年每年平均年增长率12.5%。资料显示，过去五年，全台湾增长的电量，其中1/3都被台积电给消耗了。

EUV光刻机到底有多耗电

台积电造的每一颗芯片需要经过数千道工序才能完工，而这其中需要利用大量的半导体设备，并一直维持恒温、高压等各种复杂环境。这一切都需要电，造的芯片越多、制程越先进，用的电就越多。

其中的大头在超净和恒温方面，“由于芯片制造对工艺要求极高，需要在无尘环境中进行，所以在几十个足球场那么大的工厂里，水和空气都经过多级过滤，比医院的手术台还要干净10万倍。”

如此巨大的超净空间，而且是全年365天，全天24小时维持着，能不耗电吗？

还没完，除了对水和空气进行多级过滤，你还得让温度全年控制在22度左右。

毕竟如今的工艺精度已经来到了几纳米，温度一下变化太大，热胀冷缩说不定就刻歪了。

如此一来，耗电量又翻了个倍。

除了维持环境，另一大耗电巨头是EUV光刻机（极紫外光刻）。

EUV光刻机，当前最先进的光刻设备，1.2亿美元一台，华为麒麟990 5G及苹果A13，便通过它生产出来。

这玩意儿有多耗电呢？

我们平时用电来发光得到照明，目前市面上的LED产品，电光转换效率是最高120lm/W，大约是理论值的34%。

2010年1月Cree公司发布的208lm/W的白光LED，其电光转换效率已达到64%。

然而，极紫外光的电光转换效率，却只有0.02%左右，低到可怕。

目前ASML最先进的EUV光刻机，能输出250瓦功率，需要输入0.125万千瓦的电力才能维持。

也就是说，一台输出功率为250瓦的EUV光刻机工作一天，光是光源这一项，就会消耗3万度电。

而这样的光刻机，台积电有几十台，还有几百台其它型号的光刻机……

你说，这能不耗电吗？

能量守恒定律大家都知道吧，那些没被转换成极紫外光的电能，并不会凭空消失，而是变成了热能。

这些热能你必须找办法给散掉，不然几秒钟内，就能将价值1.2亿美元的EUV光刻机给烧掉。

怎么散？据悉，当初台积电的EUV实验机组，水冷系统整个加起来，就有一个房间这么大。而台积电工厂的EUV量产系统输出功率，是实验机组的上万倍......技术啥的咱先不提，这套冷却系统电量消耗一定少不了。