EUV光刻机日耗电3万度，电费成压在台积电身上的“稻草”

谁能想到卡住台积电这个半导体代工巨头的不是制程工艺也非良品率，而是电费。

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台积电面临成本飙升问题

据界面新闻援引外媒报道，中国台湾考虑将台积电电价上调至多30%。而据集微网上周消息，中国台湾4月将调涨电价，业界担心将冲击台积电等用电大户。

事实上，上周就有类似的消息流出。集微网消息称，中国台湾4月将调涨电价，业界担心将冲击台积电等用电大户。对此，中国台湾经济部门官员王美花3月8日表示，跟其他地区晶圆厂（成本）相比，中国台湾电价仍较低。

王美花称，全世界的再生能源越来越多时，搭配再生能源来做调度，也是对地球友善环境很好的做法。关于台积电用电，王美花则表示，台积电24小时用电，用电效率仍旧是高，更何况这样的晶圆厂是制造后出口，若跟其他地区晶圆厂的成本对比，中国台湾电价还是较低的。

据悉，晶圆代工厂是名副其实的“电力黑洞”，耗电的原因一是高端光刻机设备的导入，目前ASM公司的EUV光刻机需要0.125万千瓦的电力输入才能维持250瓦的输出功率；二是晶圆制造需要超净的生产环境，整个超净间需要制冷和恒温将稳度控制在22℃左右，这也就意味着每天超净间的正常运作都将消耗大量的电能；三是还需要热处理设备和离子设备来处理芯片生产过程中产生的高温，这部分涉及到的功耗也极其惊人。

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EUV光刻机日耗电3万度

半导体制造虽然是高科技行业，但同时也是高能耗行业，需要使用大量淡水及电力，其中电费已经是晶圆厂的重要成本之一，EUV光刻机每日耗电3万度，电价高低都是晶圆厂非常关注的。

根据台积电公布的数据，2020年该公司的用电量是169亿度，相比2019年增长了18%，占到了台湾地区总发电量的6%，预计2022年能占到7.2%，用电量应该可以超过200亿度了。

按照台积电的报表，2019年为499个客户生产10761种芯片，其中相当的晶圆出货量达1010万片12寸晶圆约当量，相当于一片12寸的晶圆需要耗电1420度电左右。

而一片12寸晶圆大约能够生产麒麟990 5G这样的芯片400多片的样子，这样算下来，相当于生产一块麒麟990 5G这样的芯片，需要耗电就是3-4度电的样子。

而随着芯片工艺制程越来越先进，晶体管越来越多，电路越来越复杂，比如苹果A13只有85亿晶体管，麒麟990 5G有102亿晶体管，而苹果A14有125亿晶体管，所以未来芯片越强，制造一块芯片需要用到的电会更多。

事实上，面临能耗压力的并非台积电一家。

美国3月6日发布的一份新报告显示，在审查了全球四大半导体制造商在美国的工厂扩张浪潮之后，发现尽管公开承诺在整个美国使用100%可再生能源，但IT行业以及联邦和州政府的补贴项目，正在迅速进行的设施扩建，将推动对传统能源前所未有的新需求。

四大半导体制造商——英特尔、台积电、三星和美光——目前正在建设的新半导体工厂预计将产生约2.1GWh的新增电力需求，这超过了西雅图市年用电量的200%。英特尔和台积电正在亚利桑那州建设四家新的半导体工厂，预计消耗的电力相当于26万户家庭的用电量，但未能签署可再生能源电力合同来匹配这一扩张。

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半导体代工价或同步上涨

作为全球半导体重镇，台湾拥有全球近一半的晶圆代工产能。据TrendForce集邦咨询资料显示，2022年中国台湾地区的晶圆产能约占全球产能的48%，若只算12英寸晶圆产能，台湾地区的产能占比则超过五成，而要是算16nm以下的晶圆产能，台湾的占比则更是达到惊人的61%。

据媒体报道，电价大幅上涨后，台积电一年恐增加40亿元的电费，这意味着生产成本将大幅增长。据相关数据分析，半导体产业对电费成本敏感度非常高，电价若上涨10%，半导体企业平均的利润率将损失约20%甚至以上，并且成指数级增长。

而中国台湾地区是全球半导体制造的主力军，此次电价大幅调涨，势必让全球半导体供应链绷紧神经。电费调涨将造成生产成本变高，导致晶圆代工利润下滑，为了保住超额利润，难保晶圆代工巨头们不会再一次提高代工晶圆价格。

总的来说，全球半导体供应链变数增大，看起来未来几年半导体通膨涨价可能会持续。

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全球电力需求加速增长

根据IEA发布的最新报告，在新兴经济体、人工智能、加密货币和数据中心蓬勃发展的推动下，从现在起到2026年，电力需求将平均每年增长3.4%。

据《纽约客》杂志报道，OpenAI的热门聊天机器人ChatGPT每天可能要消耗超过50万千瓦时的电力，以响应用户的约2亿个请求。相比之下，美国家庭平均每天使用约29千瓦时电力，也就是说，ChatGPT每天用电量是家庭用电量的1.7万多倍。

相关数据显示，十年前全球数据中心市场的耗电量为100亿瓦，而如今1000亿瓦的水平已十分常见。据美国Uptime Institute的预测，到2025年，人工智能业务在全球数据中心用电量中的占比将从2%猛增到10%。

如果生成式AI被进一步采用，耗电量可能会更多。荷兰国家银行数据科学家亚历克斯.德弗里斯在一篇论文中估计，到2027年，整个人工智能行业每年将消耗85至134太瓦时(1太瓦时=10亿千瓦时)的电力。

马斯克曾预计，未来两年内将由“缺硅”变为“缺电”，而这可能阻碍人工智能的发展。在他看来，电力短缺可能会造成严重后果，就像最近缺芯阻碍科技和汽车行业一样。

编辑｜张毅

审核｜吴新

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