缺水断电百亿晶圆厂为何如此脆弱?

2022年,台积电的3nm工厂正式上线,这让它直接吞噬了全台3%的电量。加上EUV光刻机一天就要吃掉3万度电,再配上百台DUV机器和那些维持无尘、恒温恒湿的环境设备,整个厂区就成了一个24小时不停工的“电老虎”。 从硅片制造到封装测试,半导体制造的工艺步骤超过了一千步。每一步都对温度、湿度、气压和无尘环境有苛刻的要求。以新竹园区十几家晶圆厂为例,光是空气过滤和超纯水制备这些环境设备所消耗的电量就非常惊人。绿色和平组织估算得出,台积电的年用电量甚至等于台北市的总用电量。 随着技术越来越先进,电力消耗也在成倍增长。5nm制程相比7nm虽然性能提升有限,但水电的消耗却翻倍了。当全球芯片紧缺时,大家都在拼命扩产;然而一旦遇到极端天气,产能瞬间就归零了。 干旱问题也很严峻。为了维持1级无尘标准(每立方米0.1微米灰尘不超过10颗),晶圆厂每天需要近20万吨超纯水冲洗硅片,而且这个用量在十年间翻了近五倍。 台积电已经在内部预算中调高了买水与水车调度费的标准,现在这笔费用已经达到了8亿新台币(约1.84亿元人民币)。他们不得不靠加油车从外岛水库“抢水”,一辆车只能拉2吨,一天就得有上百辆来回奔波。 长期来看,台积电甚至还在规划建设海水淡化厂,试图把海水变成芯片清洗液来解决缺水的问题。 缺水缺电的情况并不是台湾独有的。今年2月德克萨斯州的暴风雪导致电网崩溃,三星奥斯汀工厂停产一个多月,7.1万颗晶圆报废,损失高达2.68亿至3.57亿美元。 复工复产的周期也很长。因为晶圆生产步步相扣,一旦断层就可能前功尽弃。把产能爬回正常往往需要七天以上的时间。 从2018年开始,台积电就把台湾新增电力84.7%给“吃”了下去。到了2022年3nm厂上线后,它又拿走了全台3%的电量。 今年5月13日、17日高雄兴达电厂和桃园大潭电厂接连跳电,导致全台分区限电。晶圆厂白天赶工、夜里限电,产能被硬生生切成两段。 疫情也给台湾芯片圈带来了双重打击。5月15日本土病例突然冲到180例之后连续10天单日破百;5月25日更是飙到了590例。 研华、宇瞻、南亚科等同行相继有人中招;台积电一名工程师确诊后密接者超过十人;公司只好让中高风险区的员工居家办公。芯片产业链上的“人”成了最稀缺的环节。 2018年到2022年间新增的84.7%的电力都被台积电纳入囊中;3nm厂上线后又吃掉了全台3%的电量。 硅片制造和封装测试工艺步骤超过一千步;每一步对环境都有苛刻要求。 台湾遭遇了59年来最严重干旱;苗栗、台中、彰化已启动“供五停二”限水措施;7.4万公顷农田被停灌相当于全台灌溉面积的六分之一。 德克萨斯州罕见暴风雪导致电网崩溃三星奥斯汀工厂停产一个多月损失2.68亿至3.57亿美元7.1万颗晶圆报废。 春生、夏长、秋收、冬藏千百年来农耕文明用天气当日历一滴雨一阵风都可能让庄稼绝收工业革命后蒸汽机煤铁把人类从畜力水力里“解放”出来互联网与AI再往前一步无土栽培人造肉似乎要把土地也踢出产业链可当镜头对准耗资百亿千亿的晶圆代工厂才发现它们竟在重复农业的老路——高度依赖不可控的自然资源。 此次突发事件导致全台2000万户夜间拉电更糟的是它还在继续扩产缺水断电百亿晶圆厂为何如此脆弱?