芯片生产需要用到多少电?-2025上海可再生能源管理展览会

芯片生产是一个高度复杂且能耗巨大的过程。据相关报道，2021年全球三大芯片厂的用电数据令人咋舌：三星耗电260亿度，台积电用电180亿度，英特尔也消耗了近120亿度电。这些数字背后，是芯片生产各个环节对电力的极高需求。

芯片生产过程中的电力消耗主要集中在两个方面：设备运转和厂务系统。在设备方面，芯片厂拥有数百条产线和上万台大型设备。以光刻机为例，18吨重的DUV光刻机每小时耗电130度，而用于量产5纳米以下芯片的180吨重的EUV光刻机，每小时耗电1300多度，相当于400台大空调。此外，刻蚀、沉积、氧化等工艺涉及众多机台，芯片越精密，晶体管结构越复杂，动用的机台越多，能耗也就越大。例如，台积电随着制程从10纳米发展到3纳米，年耗电量从2016年不到100亿度，增长到2022年突破210亿度，预计到2030年将达660亿度，接近目前全岛发电量的四分之一。

厂务系统同样是耗电大户。无尘车间是芯片制造的核心区域，其环境要求极为严苛，比医院手术室还要干净千倍。为维持这种环境，厂房内布满风机、过滤机组等设备，通过高强度气流循环和恒定压强差来保持洁净，同时冷却塔和冷热水机控制温度和湿度，产线设备的水冷散热还需二次冷却的工艺冷却水，这些设备消耗工厂约20%的电力。此外，CDA(压缩干燥空气)的制备也耗电惊人，这一过程消耗工厂约20%的电力。超纯水的循环净化制备约占工厂电力消耗的5%，虽然占比相对较小，但对于芯片大厂来说，也是每年十几亿的开支。芯片厂的数据中心也是用电大户，台积电现有超过4万台服务器机组，同样是用电大户。

芯片厂对电力稳定性的要求极高，一旦停电，哪怕只有几分钟，也会对芯片生产造成灾难性打击。2021年2月德州暴雪导致大面积停电，当地多家芯片工厂停工，加剧了汽车芯片短缺。2022年台湾新竹科学园区仅0.1秒的跳电事故，就影响了多家芯片和面板厂商。为保证电力供应和用电安全，芯片厂需构建可靠安全的供配电系统，包括申请两路电源供电、建造总降压变电站和配电室、安装UPS不间断电源等。

预计到2030年，全球芯片制造将消耗2370亿度电，用量超过许多中等国家的发电量。芯片厂的选址需考虑当地电网承载能力和基建质量，如越南虽积极吸引芯片企业投资建厂，但地方电网难以支撑如此大的产能。芯片生产不仅需要大量的电力，还需要稳定的电力供应，这使得芯片厂成为吞噬电力的工业巨兽。

文章来源： PCIM电力元件可再生能源管理展

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