想要研發(fā)3nm芯片，不止只是費錢那么簡單，同時還費電。想要量產(chǎn)3nm芯片，一年得先準備好70億度的電費錢。

提到芯片，我們現(xiàn)在張口就來的是5nm工藝的芯片，因為作為現(xiàn)階段能夠量產(chǎn)的最高標準，華為和蘋果等公司的手機已經(jīng)開始正式應(yīng)用了，不過最近3nm和2nm芯片也開始進入了大眾的視野。根據(jù)有關(guān)媒體報道，臺積電已經(jīng)開始正式研發(fā)2nm工藝了，預(yù)計在2024年開始批量生產(chǎn)。

1、造一個小小的芯片竟然這么費電，芯片制造行業(yè)耗電量究竟有多高？

對于芯片量產(chǎn)的時間是因為根據(jù)能源局報告顯示，在2022年到2023年，臺積電供電量將會出現(xiàn)激增，達到100萬千瓦，在2024年還會繼續(xù)翻倍。 作為用電大戶，臺積電的電量消耗都是為了3nm和2nm芯片的量產(chǎn)來做準備，而且根據(jù)臺積電的估算，這些備用電量遠遠不夠。

在龐大的工業(yè)用電體系中，半導(dǎo)體行業(yè)則消耗了大半的產(chǎn)能，這也導(dǎo)致整個的平均耗電量瞬間被拉高。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，臺積電用電量在前幾年，占到了臺灣全部用電量的5%。在2016年，臺積電的整體耗電量達到了88.53億度，到了2019年，臺積電的全球耗電量為143.3億度。在過去五年臺灣增長的用電量中，有三分之一都被臺積電敲好了。

2、對比臺積電如此高的耗電量，造芯片的EUV光刻機究竟有多耗電？

因為EUV的能源轉(zhuǎn)化率只有0.02%，那么一臺EUV工作24小時，耗電量將會達到三萬度。 當臺積電開始3nm制程工藝的量產(chǎn)之前，7nm的生產(chǎn)線只需要一臺光刻機，而現(xiàn)在3nm就需要4臺才能組成一個生產(chǎn)線，耗電量也會相應(yīng)的翻倍。

所以如果臺積電3nm生產(chǎn)線正式投入量產(chǎn)的話，單單這一條生產(chǎn)線就能達到耗電量70億度。 未來臺積電的2nm工藝也開始進入量產(chǎn)階段，整體的用電量必然會上升到一個新的臺階。芯片的產(chǎn)量越多，制程工藝越先進，那么用電量也就會更高。而現(xiàn)在想要繼續(xù)量產(chǎn)7nm芯片，EUV光刻機是繞不過去的一個坎，這也對供電能力提出了更大的挑戰(zhàn)。有了電量保障，這才使得臺積電穩(wěn)坐全球第一代工廠的寶座。

早在2015的時候，半導(dǎo)體教父張忠謀就指出，目前困擾臺積電發(fā)展的唯一要素就是缺電、停電，對現(xiàn)階段的臺積電也是不可估量的，如果后期的3nm、2nm工廠也出現(xiàn)停電情況，損失方面將會是5nm生產(chǎn)線的幾倍。 基于不能把雞蛋放在同一個籃子的里面，臺積電這兩年準備開始向其他地區(qū)建廠，比如在臺積電的南京工廠。

寫在最后

不過臺積電的用電危險也給我們提了一個醒，想要發(fā)展好芯片產(chǎn)業(yè)，如何優(yōu)化好設(shè)備的能源消耗是我們要考慮的問題。 雖然現(xiàn)在階段我們還沒有EUV光刻機，但是只有做足了準備才能保證萬無一失。況且最近國產(chǎn)芯中芯國際也公布了自己的5nm工藝，也逐步開始了3nm和2nm的研發(fā)，現(xiàn)在只差光刻機了。

相信未來國產(chǎn)芯片行業(yè)一定會迎來大爆發(fā)的， 對于臺積電，歡迎在評論區(qū)分享出你的見解和看法。