較著,電力供應的穩定性對于半導體廠商,乃至全數半導體財富來說都相當告急。而隨著半導體財富的進一步發展,對于電力的必要也將呈現急劇增長的態勢,若臺灣不能保障充沛的電力供應,“缺電”將成為勸止臺灣半導體財富發展的最大停滯。
依照世界能源署統計,2012年臺灣人均年耗電量已達到約10800千瓦時,超過日本、韓國,成為亞洲非產油國家和地區人均耗電量之最。而2014年中國大陸的人均年耗電量才4740千瓦時,不到臺灣2012年的一半。其中,臺灣龐大的半導體財富正是耗電大戶,而臺灣普通公共的耗電量高企則是由于“被平均”了。
隨著半導體財富的快速發展,對于電力供應的必要也是進步神速。如果電力供應跟不上,那么半導體財富的發展也必將會受到巨大的勸止。目前臺灣最引以為傲的半導體財富在蒙受“缺電”威脅,而且隨著臺灣半導體財富對于電力必要的快速增長,和臺灣當局“2025非核故鄉”操持的鞭策,未來這一威脅仍將會進一步加劇。這也為臺灣半導體財富的未來的發展蒙上了一層黑暗。
815臺灣大停電大要只是個開始
依照2011年的數據,電腦通信及電子財富、化學材料、金屬和鋼鐵財產三個范圍的企業年耗電總量占全臺灣總用電量的33.1%,而且每年還會增加30億千瓦時以上,確切是用電大戶。
需要指出的是,由于臺灣缺乏能源財富,煤礦、水電也比較充分,這也導致了臺灣所需的能源99%需要靠進口。但是,長期以來,臺灣的電價卻由于政治原因(不能貶價),不絕處于舉世較低水平。依照海內能源總署2016年8月頒布的統計質料表現,2015年臺灣財產電價為舉世第8低,居民電價更是舉世第3低。而長期低電價的結果是,臺灣的供電公司——臺電既要連結相當范疇的發電量,又不能漲電價,經濟高效的核電又不能用,導致公司的經營入不敷出。依照臺電公司今年8月公布的數據表現,今年上半年虧損近71億元新臺幣,累計虧損達1010億元新臺幣,再加上各種長短期債務,賬上欠債高達1.06萬億元新臺幣,負債比率高達85%。臺電的持續虧損,也導致難以有資金加大投入,提升發電量,再加上電力必要的大幅增長,導致臺灣用電也開始越來越垂危。
2017年7月底8月初,僧莎、海棠兩股臺風前后在臺灣登陸,一架位于宜蘭東澳的輸電鐵塔被臺風吹倒,造成臺灣供電倉促,一時鬧起了電荒。初步評估修復此供電鐵塔起碼需要15天。
隨后在8月15日,臺灣發生全島性大范疇停電,受影響家庭近700萬戶(幾乎是臺灣全部人口)。為了保護臺灣的支柱財富——半導體財富,政府將當晚殘存的電力全都供給了三大科學園區的半導體Fab廠。這也使得舉世最大的晶圓代工廠臺積電在這次停電中毫發無傷,舉世芯片封測巨頭日月光集團獨一南科的部分園區顯現了60分鐘停電,隨后很快就光復了供電。只需南茂科技位于南科園區的工廠顯現了一些損失。總的來說,這次大停電對于臺灣的半導體財富影響并不大。
但是,此次大停電卻其實嚇到了臺灣的半導體財富。
因為,芯片在生產過程中,一旦發生斷電,就意味著生產線上所有的晶圓大要全部都要報廢。首先,芯片Fab的生產需要超凈生產環境,任何自然劫難對構筑的晃動都有大要造成超凈環境被污染,而連結超凈環境本身也是需要消耗大量電力。而一旦停電,超凈環境即可能會被污染,全數產線上的晶圓大要就要報廢。同時,芯片生產裝備的斷電將會帶來更大的損失。以一臺ASMLArF-immersion1980Di光刻機產線為例,如果發生斷電,再光復、重啟、rampup所需的裝備代價大要高達千萬美元以上。而對于具備眾多裝備的全數工廠來說,損失將會更大。
此前,在2016年,西安市高壓變電坐裝備一度起火爆炸,西安市東部和南部電壓陡變,導致西安三星存儲芯片廠的垂危停機,產線上晶圓全部取締,按照當時的64層NAND芯片價格估算,那次事變三星損失高達3億美元。
而且這些芯片廠線停產時間的長短還將直接影響舉世芯片的供應和價格。比如,2015年,臺灣高雄地震,臺積電中科、南科廠停產,導致舉世邏輯芯片價格上漲10%~20%。一樣,韓國第二大芯片廠商海力士位于無錫的晶圓廠發生爆炸后,舉世存儲芯片價格瞬間就跳漲了25%。
早在2015年末的時候,當時的總統馬英九到參觀臺積電中科廠。當時臺積電董事長張忠謀就指出,目前臺灣最大的隱憂之一即是缺電,臺灣2017年大要面臨限電求助緊急。張忠謀當時在擔任采訪時就表示,停電對于臺積電的影響“幾乎不可估計”。當然臺積電每個廠都有備用電源,但是面對產線所需的巨大電能,備用電源在停電時也撐不了多久。此前臺積電還曾提出過自建電廠的操持,但是卻并未獲批。
8月15日大停電后,用電大戶、面板大廠友達董事長彭雙浪也表示,“臺灣用電是民生補貼財產。其實,供給和必要理當用價格來調處,用電量越高的人支出越高的單價。我們不怕貴,是怕不穩定”。
半導體財富對于電力必要的急劇增長,將進一步加大缺口
半導體的建造,本來即是高度耗電的過程。在臺灣半導體廠商當中,臺積電不絕都是最大的用電大戶。質料表現,過去五年,全臺灣增長的電量,其中1/3都被臺積電給消耗了。依照臺積電企業社會任務報告書,2016年用電量高達88.53億度,較前一年增加了11%。臺積電僅在竹科的Fab耗電功率已超過72萬千瓦。
而隨著摩爾定律的發展,半導體的制程鞭策也越來越困難,估量5nm工藝將必須引入新的EUV(極紫外光)微影技能才華實現,但是這也將導致用電量的暴增。
據了解,目前半導系統方式程的干流光源是氬氟雷射,波長為193納米,當晶體管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。而極紫外光的波長獨一13.5納米,這也使得EUV光刻機成為了并吞7nm、5nm、3nm工藝的關鍵。
目前能夠生產的EUV光刻機的只需荷蘭ASML一家,而EUV光刻機的造價也是非常之高昂。ASML目前起頭進的EUV光刻機NXE3400B一臺售價高達1.1億美金,而且還供不應求。據報道表現,此前ASML接到了5臺EUV光刻機的訂單,其中臺積電訂走了5臺,耗資5.5億美元。這個代價,幾乎可以買下兩臺世界最大民航機──空巴A380。