一般工厂一年用电量,用电量大的小型加工厂怎么装电

众所周知,TSMC一直是世界上最大的芯片代工制造商,在先进的芯片加工技术、芯片生产能力和EUV光刻机利用率方面都处于世界领先水平 。
我们知道光刻机很贵,虽然7nm以上工艺的EUV光刻机更贵,但还是很耗电的电老虎 。据媒体报道,TSMC每台EUV光刻机每天消耗高达3万千瓦时,其新规划的3纳米工厂每年将消耗70亿千瓦时 。缺电可能成为制约TSMC的最重要因素之一 。
台积电:台湾最大的耗电大户
据统计,2012年,台湾省人均年用电量达到1.08万千瓦时左右,超过日本和韩国,成为亚洲非产油国和地区人均用电量最高的省份 。2014年,中国大陆人均年用电量仅为4740千瓦时,不到2012年台湾省的一半 。
但是,上述数据与台湾省公布的数据可能存在一些差异 。数据显示,2012年民生用电量为576.45亿千瓦时,工业用电量为1176.48亿千瓦时 。截至2012年底,台湾人口约为2331.58万人 。根据这个数据,估计台湾省人均年用电量约为7518度 。
据电力公司统计,2018年中国台湾省年用电量达到2191亿千瓦时 。截至2018年底,台湾省登记人口为2358.9万人 。根据这一数据,2018年台湾省人均年用电量已超过9288万小时,远远超过冰岛等人均用电量最高的国家 。

一般工厂一年用电量,用电量大的小型加工厂怎么装电

文章插图
台湾省人均年用电量如此之高的关键原因是,台湾省庞大的半导体产业消耗了大量的电能,导致台湾省人均年用电量如此之高 。
在台湾省的半导体制造商中,TSMC一直是最大的用电者 。几年前,TSMC的用电量占台湾省用电量的5%以上 。
根据TSMC《企业社会责任报告》,TSMC2016年用电量达到88.53亿千瓦时,比上年增长11% 。当时,TSMC在朱克工厂仅消耗了超过72万千瓦的电力 。
2019年,包括中国台湾省工厂、华发科技、TSMC(中国)、TSMC(南京)和蔡羽公司在内,TSMC的全球能耗为143.3亿千瓦时,比五年前增加54.12亿千瓦时,近五年年均增长率为12.5% 。数据显示,在过去五年中,台湾省增加的电力有1/3被TSMC消耗掉 。
EUV光刻机到底有多耗电
TSMC制造的每个芯片都需要数千道工序才能完成,这就需要使用大量的半导体设备和恒温、高压等复杂环境 。这一切都需要电 。芯片制造得越多,制造工艺越先进,用电就越多 。
其中大头超净恒温 。“因为芯片制造要求极高,需要在无尘环境下进行,所以在几十个足球场那么大的工厂里,水和空气是分多个阶段过滤的 。医院的手术台干净了10万倍 。”
如此巨大的超净空间,一年365天,一天24小时维护 。能不耗电吗?
还不止这些 。除了水和空气的多级过滤,你还得常年保持22度左右的温度 。
毕竟现在的工艺精度已经达到几个纳米了,温度变化太大,有可能热胀冷缩就歪了 。
结果功耗又翻倍了 。
除了维护环境,另一个大的电力消耗者是EUV光刻机(极紫外光刻机) 。
EUV光刻机是目前最先进的光刻机设备,由华为麒麟990 5G和苹果A13生产,售价1.2亿美元 。
一般工厂一年用电量,用电量大的小型加工厂怎么装电

文章插图
这个东西耗电多少?
我们通常用电来发光和获得照明 。目前市场上的LED产品都有电光转换效率
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 。

一般工厂一年用电量,用电量大的小型加工厂怎么装电

文章插图
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?

一般工厂一年用电量,用电量大的小型加工厂怎么装电

文章插图
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 。
【一般工厂一年用电量,用电量大的小型加工厂怎么装电】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 。

一般工厂一年用电量,用电量大的小型加工厂怎么装电

文章插图