夢幻技術「嚇死人」　台積電新廠用電超越 - 股票

（上一篇被版主誤刪 故再PO一篇）


1.原文連結：

https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1502609164.A.D7E.html

2.原文內容：


全台灣用電過去5年的增加量，約三分之一由台積電貢獻。接下來，隨著導入
「救世主」技術——EUV微影技術，用電還會暴增。台積電評估，5奈米製程
用電會是目前主流製程的1.48倍。

很多人都忘了，台積電董事長張忠謀曾在2年前準確預言今日的缺電危機。

2015年底，當時的總統馬英九到參觀台積電中科廠。當時張忠謀便指出，目
前台灣最大的隱憂之一就是缺電，他並指出台灣2017年可能面臨限電危機，
「這對產業影響相當大。」

張忠謀並隨後在媒體提問時指出，停電對於台積電的影響「幾乎不可估計」
。他說，台積電每個廠都有備用電源，但備用電源的用電成本比起台電提供
的電貴3倍，如果未來長期限電「這就很累了」。

其實，過去一段時間，張忠謀幾乎每次公開發言，都會提到「電」。他到底
在擔心什麼？答案就藏在今年1月18日，環保署通過的台南科學園區擴建案的
環境差異影響評估裡頭。

因為台積電計劃於2020年量產的5奈米製程，決定放在南科廠，導致南科的用
水、用電量暴增，大幅超過當初園區的規劃量，因此依法得做環境差異影響
評估。
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用電增幅狂飆46％

其中，用電增幅極為驚人，從原本規劃的152萬瓩，增加至222萬瓩，大幅增
加46％。

根據南科管理局提供給環保署的文件，台積電的5奈米製程，估計用電量72萬
瓩，幾乎與南科申請新增的用電相當。

這個數字究竟有多大？根據台電資訊，東部用電量約在40到50萬瓩之間。也
就是說，台積電一個新廠的用電量，將比整個東台灣56萬人口的用電量還多
上不少。

半導體的製造，本來就是高度耗電的過程。儘管台積電每年花費偌大人力、
心力節省電力，但仍改變不了，採用各種先進科技及複雜化學品的晶圓廠、
同時也是吃電大怪獸的事實。

根據台積電企業社會責任報告書，2016年用電量為88.53億度，較前一年增加
11％。

這個用電成長率，與台積電業績的成長高度符合。台積電董事長張忠謀在
2009年重新接任執行長之後，每年法說會都向投資人保證，每年營收都會維
持二位數成長，用電量也大致維持相同比例成長。

結果是，過去5年間，台積電大舉擴產，股價與業績一再創下新高之際。總體
用電量也增加102％，整整翻了一倍有餘。

「救世主」技術上線，卻是嚇死人地耗電

台積電也因此成為台灣用電成長的主要「貢獻者」之一。

根據能源局統計資料，同時間全台灣工業部門的用電僅增加6％。而這個增加
量當中超過一半是台積電貢獻。

全台灣用電量，過去5年的增加量當中也有33.6％，差不多三分之一的增加量
由台積電貢獻。

而且，在可預見的未來，這家世界級半導體天王每年用電增加的幅度，只怕
還會加速擴大。因為半導體製程技術，又到了改朝換代時刻。

台積電預計2019年量產的7奈米製程的第二版本——7 Plus，部份製程將首度
導入極紫外光（EUV）微影製程，這是半導體產業期待已久的「救世主」技術
。

目前半導體製程的主流光源是氬氟雷射，波長為193奈米，當電晶體尺度已微
縮到幾十奈米時，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。這也是近幾年，摩爾定律即將告終的聲浪不斷的主因。

極紫外光的波長僅有13.5奈米，業界期望這支「超細字小楷」能夠讓摩爾定
律再延伸至少10年。

灑百億購入夢幻設備　足以買下兩架A380

今年1月，台積電5奈米案環差評估案通過的同一星期。獨家生產EUV微影機台
的荷蘭商艾司摩爾（ASML）在法說會宣布，已接到EUV微影機台6部訂單。根
據《巴隆週刊》（Barron's）報導，分析師推測，台積電訂走了其中5台，亦
即一口氣買下5.5億美元（約167.8億台幣）的設備。

這個價錢，幾乎可以買下兩台世界最大民航機——空巴A380。

除了昂貴之外，但對台灣而言，EUV這個「救世主」技術還有一個大缺點——
耗電。

有多耗電？「嚇死人！」台積電300mm Fabs廠務處資深處長莊子壽心有餘悸
地說。他今年3月在一場記者會接受《天下》訪問時表示，他希望未來台積電
EUV用得「愈少愈好」，「因為太貴了，用的電也太大了。」

艾司摩爾至今尚未公布EUV機台的耗電功率，但世界第二大記憶體製造商、韓
國的SK海力士曾在2009年的EUV Symposium表示，EUV的能源轉換效率（wall
plug efficiency）只有0.02％左右。

這個數字現在廣為業界引用。也就是說，當前最先進的EUV機台能輸出250瓦
功率的EUV，需要輸入0.125 萬瓩的電力，這個耗電量是傳統氬氟雷射的10倍
以上。

「要把光壓到這麼短的波長，需要很強很強的能量，」莊子壽解釋。

連冷卻系統用電也不容小覷

事實上，過去幾年，EUV機台的輸出功率過小，遲遲無法達到量產要求，是這
個夢幻技術一再延誤上市時機的主要理由。

台積電法說時，負責先進製程的共同執行長劉德音也常被分析師問到，他期
待的EUV機台功率、量產速度各為多少？

在5年前，艾司摩爾試驗機台的輸出功率還僅有25瓦。但就在上個月，該公司
達到歷史里程碑。在舊金山的2017年Semicon West半導體設備展，艾司摩爾
宣布，該公司已成功的將EUV光源功率提升到250瓦，晶圓生產速度因此達到
每小時125片——這都是台積電、英特爾等大客戶之前提出的量產最低要求。
現有的微影系統量產速度為每小時200片以上。

為什麼提升功率這麼難？

曾與台積電合作EUV光源研究的台大電機系教授黃升龍解釋，主要是卡在散熱
問題。他在台大的EUV實驗機組，輸出功率僅有毫（千分之一）瓦等級，水冷
系統整個架起來就有一個房間這麼大。晶圓廠的EUV量產系統輸出功率是台大
的上萬倍，要怎樣將熱導出去，是很複雜的技術難題。而且，「冷卻系統也
得耗上不少電，」黃升龍說。

整個EUV技術商用化的過程之艱辛、投入研發金額之鉅，堪稱半導體業的「登
月計劃」。曾有業者估計，整個業界投入的研發經費超過200億美元（約
6100億台幣）。

EUV稱為「極紫外光」，但物理特性與一般常見的紫外光差異極大。

首先，這種光非常容易被吸收，連空氣都不透光，所以整個生產環境必須抽
成真空；同時，也無法以玻璃透鏡折射，必須以矽與鉬製成的特殊鍍膜反射
鏡，來修正光的前進方向，而且每一次反射仍會損失3成能量，但一台EUV機
台得經過十幾面反射鏡，將光從光源一路導到晶圓，最後大概只能剩下不到
2％的光線。

這也是EUV機台如此耗電的主因之一。

為了確保供電，台積電曾考慮自蓋電廠

然而，半導體除了最核心的微影，還有蝕刻、蒸鍍、平面化等多道製程。導
入高耗電的EUV光源，這道製程對於整廠的用電影響有多大？

這次南科新廠的環差評估過程，台積電主管出示的一張投影片，給了清楚的
答案。

若以廠房單位土地規劃用電來算，5奈米製程用電是當今台積電的主流28奈米
製程的1.48倍。也就是說，如果同樣都是40公頃的廠區，2020年量產的5奈米
製程，總用電會是目前的一倍半。

「而且，5奈米應該只有一半製程用到EUV，」一位外資分析師說。他表示，
由於EUV技術極為昂貴，台積電仍只有在部份較難的製程才採用新技術。但到
了在下一個世代，已經逼近摩爾定律極限的3奈米製程，EUV採用比例就會大
幅增加，用電量會進一步暴增。

去年6月，行政院長林全首度透露，台積電有意自蓋電廠。這位分析師表示，
當時台積電就是擔心大量導入EUV光源的5奈米製程，南科電力系統無法負荷
，直到台電出具供電保證，才打消念頭。

一位前台積電主管表示，台積電的企業文化是高度專注本業，像自蓋電廠這
類事，「過去根本連想都不會想，會去考慮這件事，就表示缺電非常嚴重。
」

但接下來更耗電的的3奈米製程，便傳出台積電有意設廠美國，除了土地與環
評，電力穩定度也是考量因素之一。

在第二季法說會上，台積電共同執行長劉德音表示，3奈米的選址決定明年上
半年將會正式決定，目前仍是以台灣為優先。（責任編輯：李郁欣）

3.心得

核四原址不能重蓋
看來是要核五了

忽然覺得台積電很難留在台灣


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