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电不给力 台湾IC产业发展将受制于此
2017-08-25 标签: ICNET  半导体  业界 来源:ICNET


【导读】台湾最近发生大停电事故,全岛居民都受波及,而作为支柱产业的半导体制造虽有惊无险,但也引发业内广泛议论。究竟台湾的电力存在什么问题,以后的先进制程会不会离开台湾,全看后续台湾电网如何改进了。



8月15日下午,台湾发生全岛停电事故,668万户居民受到影响。事故发生后台电紧急启动分区轮流停电,直到当天晚上9点多陆续恢复供电。据调查,停电事故起因是台湾电网工作人员操作失误,导致台湾桃园大潭电厂天然气供给中断,进而6部机组全部跳闸,最终造成全台大停电。


据了解,本次大停电也是台湾18年来所经受的最严重停电事故,台湾电网备容量不足、应变能力差的问题由此全面暴露。除了给民生带来极大不便之外,电网不给力也会使在台企业的投资意愿受到影响,而对电力需求量最大的半导体行业无疑将首当其冲。尽管此次事故并未对众多IC厂商造成实质冲击,但可以肯定的是,以台湾电网目前的状况而论,肯定满足不了台积电等厂商未来的先进产线的电力需要。


猝然停电 半导体厂商有惊无险


8月15日当晚,日月光、南茂、硅格等多家台湾IC封测半导体大厂在楠梓加工区、南科及竹科附近的厂房生产线皆受停电影响。


众多厂商中,损失相对严重的是封测大厂日月光。据悉,日月光位于高雄的K21及K22两厂停电1小时,损失大约为50~80万美元。南茂位于新竹的竹北二厂和台南的南科厂区均停电2~3小时,目前所报的损失不大。硅格竹东厂昨晚也遭到停电冲击,但损失极微。台积电、环球晶圆等厂商则几乎毫发未伤。


所幸停电事故对台湾半导体产业未产生实质冲击,但不论如何,猝然而止的断电也足以给工程人员震撼。由于半导体生产所要求恒温、恒湿及无尘环境,若停电时间再延长,超净生产环境就会无法维持,那么等待这些厂商的就只有该批次晶圆全部报销的结果,如此一来损失就会非常严重。


实际上,因灾害迫使IC厂商中断生产的情况早有前车之鉴。2016年日本熊本地震造成索尼CMOS工厂停产,随后全球CMOS传感器缺货涨价;同年三星西安闪存工厂因变电站事故中断生产,当时批次的晶圆全部报废,持续至今的闪存缺货涨价行情就此打开。由这些事例不难想象,若台湾停电事故当真使IC厂商的生产断掉,那么元器件又一波缺货涨价潮将会是毫无悬念。


电能堪忧 妨碍台湾IC产业发展先进制程


随着先进制程的推进,半导体生产线所耗费的电能不断增加。据了解,一条7nm生产线的耗电量是同等产能16nm的2倍。还有统计,过去5年全台湾用电增加量的33%是由台积电单独贡献。不仅如此,台积电5nm工艺预计用电达72万瓦,这一数字比整个东台湾56万人口的用电量还高出不少。


以上数据足以见得半导体产业耗电之巨,但这些都仅仅是提升现行的氩氟雷射工艺所付出的代价。为了突击5nm、3nm工艺,台积电正引入耗电量更恐怖的EUV(极紫外光刻)工艺。


由于极紫外光的物理特性,EUV功率仅能达到0.02%能源转换效率。当前输出功率为250w的最先进EUV光刻机需要至少输入0.125万瓦的电力才够用,这一耗电量是氩氟雷射的10倍以上。光是EUV工艺本身的耗电还不算完,由于其超低的能量转化率,所以应用EUV工艺还需配套庞大的散热设施,这也将耗费巨大电力。如此高昂的电能成本,使得一向高调进取的台积电也不禁流露畏难情绪。台积电一位高管此前表示希望以后EUV用得越少越好,“因为太贵了,用的电也太大了。”


按照台积电的规划,5nm将会只在较为艰难的工艺部分启用EUV,而3nm节点逼近摩尔定律极限,EUV的启用比例会大幅增加。针对电能问题,台积电在去年曾计划自盖电厂,只不过后来台电方面提供保证才未上马。然而此番大停电已将台湾电网的问题暴露无遗,台电此前的保证只怕沦为竹篮打水,而电能问题也将在一定程度上决定台积电后续的5nm和3nm产线是留在台湾还是远走美国。


台积电之外,美光也正趁着存储器景气之时在台湾扩大布局。之前,美光收购了原IC封测厂达鸿的厂房,目前正着手利用该厂扩产,力图建立完整的DRAM产业链。美光之外,南亚科的20nm DRAM产线也已投产。随着台湾半导体产线越来越多,制程越来越先进,电力供给确实是个大问题。对先进的IC产线来说,跳电不仅会引起晶圆报废,事后复产也要付出巨大的时间和金钱成本。


总结:脆弱的电网将掣肘台湾IC产业竞争力


台湾这次大停电只因一名员工误操作就引起如此严重的后果,暴露出台湾电网备容量不足、应变能力差的巨大问题。所幸半导体厂商应变有力,才未受到实质冲击。不过,纵观全球半导体产业重要集中地,不论是美国、韩国亦或是中国大陆,这些地区的能源保障都要比台湾强。


随着EUV光刻、高制程DRAM等产线陆续启用,台积电等厂商究竟能不能在台湾安稳地生产都成了问题。可以想见,若台湾电网再以如此不给力的姿态示人,必将使台湾IC产业的竞争力大为削弱,到时候众多对手就会赢得更大的发展机会。



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