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143.3亿度电，是怎样一个概念？2019年，常住人口1343.88万人的深圳市，全年居民用电146.64亿度，和它差不多。龙滩水电站，仅次于三峡的全国第二大水电站，年发电量187亿度，比它多个3成。人口495万，人均GDP4.2万美元的新西兰，2018年发电量为443亿度，仅为它的三倍。

简而言之，这是一个可怕的数字，足以让一个普通的三口之家花上几百万年的时间。

然而，只需一年时间就可以将其纳入台积电。根据台积电的企业社会责任报告，2019年，包括台湾工厂区、华基科技、台积电大陆、台积电南京和财裕公司在内，台积电全球能耗为143.3亿度，比5年前增长54.12亿度，过去5年年均增长率为12.5%。

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为什么芯片制造要消耗这么多电？这些电都到哪里去了？

保持超净恒温环境

在去年的"沙子如何变成芯片"一文中，科技推广了芯片制造的全过程，它需要经过几个步骤，如硅净化、抛光、电镀、光刻、蚀刻等，其中有3000多个步骤。

每一步都要保持超清洁、恒温、高温高压、真空、强电磁场等。

所有这些都消耗了大量的电能。在超级清洁和恒温方面，提到 "因为芯片制造要求太高，需要在无尘环境中进行，在几十个足球场大小的工厂里，水和空气被过滤到多层，比医院的手术台清洁倍。

目前还没有，除了对水和空气进行多级过滤之外，你还必须全年保持温度在22度左右。毕竟，今天的工艺精度已经达到几纳米，温度变化过大，热膨胀和冷收缩可能会扭曲。结果，耗电量又翻了一番。

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EUV光刻机

除了维护环境外，另一个主要的耗电巨头是EUV光刻机极端紫外线光刻机。目前最先进的光刻设备EUV光刻机，每台1.2亿美元，华为麒麟9905G和Apple A13将通过它生产。

我们通常用电来发光。目前，市面上LED产品的电光转换效率高达120 lm≤W，约为理论值的34%。2016年1月，克里发布的208 lmW白光LED的电光转换效率为64%。然而，极端紫外光的电光转换效率只有0.02%左右，这是可怕的。

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目前，ASML最先进的EUV光刻机可以输出250 W的功率，需要输入1250千瓦的电力来维护。

换句话说，一台250 W的EUV光刻机工作一天，光是光源就消耗30000千瓦的电。有几十台这样的光刻机，还有数百台其他光刻机。你的意思是，这难道不耗电吗？

它还没有结束。能量守恒定律是众所周知的，没有转化为极端紫外线的电不会从稀薄的空气中消失，而是变成热能。

你必须找到散热的方法，否则你可以在几秒钟内烧掉价值 1.2 亿美元的 EUV 光刻机。怎样？据报道，台积电的超高压实验装置的水冷系统已建成，大小为一个房间。太极发电厂超高压大批量生产系统的输出功率是实验机组的数万倍……别提技术了。这个冷却系统的耗电量是必不可少的。

上述两个问题只是台积电耗电的大头。硅的净化、抛光、电镀、蚀刻等步骤也会消耗大量的电力。而且，随着技术的进步，EUV 光刻机将完全取代 DUV 光刻机，未来台积电的功耗将进一步增加。据《世界》杂志报道，台积电在过去五年中，贡献了台湾三分之一的电力消耗增长。随着新一代 5nm EUV 技术的引入，功耗将大幅增加，达到目前主流工艺的 1.48 倍。

与台积电这个巨大的吞并权力的野兽相对应的是台湾的电荒问题。

作为一个小岛，台湾缺乏煤炭、石油和河流。因此，水电和火电都不是很好，只有依靠核电支撑，才能维持生命。但问题是，万万同胞对环境保护极为。他们认为核能对环境不友好。15 年来，他们组织了一次“核废料游行”，数万人参加了游行。

不幸的是，我们不能用艾珍发电。在台积电日益增长的用电需求面前，台湾电力资源日益紧缺。

2017 年 8 月 15 日下午，台湾发生史上最大规模的无预警停电事件。当时台湾共有 668 万户家庭受灾，17 个县市发生大面积停电，占全台用户总数的一半以上。芯片制造商对电源稳定性有很高的要求。如果有波动，所有的晶圆都可能报废，损失惨重。2016 年，西安一高压变电站设备着火爆炸，西安东、南部电压骤变，西安三星存储芯片停产。结果当时生产线上的 64 层 NAND 晶片失效，估计损失约 20 亿元人民币。

如果台积电现在断电，iPhone12 系列可能要到一周后才能发布。

目前，台湾依靠半个岛内停电供应台积电的精神，勉强抵挡住 5 纳米技术的用电需求。但是，3 纳米工艺和 2 纳米工艺在几年内应该怎么做？整个岛没有足够的电力供应。在这里，台积电欢迎在中国大陆建厂。2019 年，台湾年发电量约 2400 亿度，大陆去年发电量为 71422 千瓦时级，居世界第一。我们有稳定充足的电能。我们买得起 10 台台积电。你想考虑一下吗？

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