天公不作美,台湾省近来降雨有限,水库蓄水量不断创新低,旱灾日益严重。5月19日,据台湾媒体报导,由于梅雨季节推迟导致岛内水、电供给紧张加剧,高峰限电、“供五停二”等措施使台积电等晶圆代工大厂面临产线停工的威胁。
一周内两次大停电
据台湾工商时报报道,5月18日台湾兴达电厂1号机再次故障,导致过去5天台湾岛内已经出现两次大停电(5月13日、18日),由于当晚发电机组未能及时恢复,全台达2000万户被限电。
以至于当日下午,台湾经济部门负责人已直接联系台积电高层,要求挪移或暂停部分产线以减少用电。而后据半导体厂透露,经济部高层是希望晶圆厂能启动紧急发电系统,让晶圆厂靠自己的电力撑一下,能免于让台湾全岛再度陷入连续停电的尴尬状况。
分析称,本次大规模“电荒”为岛内电厂人为及设备故障导致,同时台湾地区进入高温季节用电大幅上升,且岛内近期疫情卷土重来,居家办公、全岛停课导致家庭用电需求增长迅猛。
图:晶圆厂密集的新竹科学园(部分)
据公开报道,进入7nm时代,单台EUV的日耗电量达到惊人的3万度,而理论上一座3nm fab的年耗电量已经达到70亿度,堪比一座城市(2018年广东河源市年用电量为81亿度)。而单新竹科学园区,在运营的fab就有十几座。
台积电就是在导入 EUV 机台,且随着 7nm、5nm、3nm 工艺使用的 EUV 机台越来越多之下,蜕变成一家 “吃电巨兽” 企业。
某种意义上,目前的情况下,岛内对全球供应链至关重要的晶圆代工厂、封测厂和面板厂可能随时面临生产暂停的局面。
停水比停电更可怕
如果仅临时停工影响可能有限,但“断水”可能让产能紧缩的可能性变得更大。半导体产业的用水量极其巨大,估计8吋晶圆厂的每小时用水量为250吨,12寸晶圆厂的每小时用水量为500吨,而根据台积电在《2019年企业社会责任报告书》批露数据揭示,台积电在竹科园区的日用水量达5.7万吨,尽管其循环水重复利用率在2019年达90%,年增328万吨,依旧是杯水车薪,此次的节水措施,将令台积电竹科园区承受更大的用水压力。
图:台湾岛内水位创十年最低
5月19日,据台湾经济日报报道,水情吃紧让台积电也撑不住了。台积电决定本周五(5月21日)起,针对新竹科学园厂区的用水短缺,将提前增加水车载水车次以维持正常生产。
因为自5月21日起,台湾省水情管理部门要求桃园市、新北市再次减量供水,台南、高雄工业用水大户再节水13%。最关键的是,若降水继续不足,自6月1日起新竹地区的供水就将调整为“供五停二”,影响约33万户;不过,使用专用供水管道的新竹科技园则不需停水,但节水率须由15%提升至17%。
供应台积电大本营新竹科学园区用水的宝山及宝二水库,蓄水量皆低于一成。(图自:数据看台湾)
因此,预计本周内,新竹科学园区包括联电、世界先进、旺宏、华邦和环球晶等晶圆大厂也将紧急采取自行供水措施,以弥补用水缺口及面对可能到来的停水危机。
水、电、人力等资源已经成为台湾半导体产业面临的共同问题。不只是台积电,未来还有许多半导体厂有新建厂房的需求,包括力积电的铜锣 12 寸新厂、华邦电的路竹厂、南亚科的泰山厂、联电的南科扩厂等,一座座新晶圆厂平地而起,后面需要的水、电、人力资源配套,才是挑战的开始。
有些厂商反映,目前的节水已经让产能相当吃紧,如果节水目标再升高,恐怕会让产能出现问题,甚至可能减产。据竹科管理局统计,自5月7日到5月13日节水率已经达15.37%,如果要再提升至17%,预估不足水量将为5000吨,但厂商会出动水车因应。
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