對許多年輕人而言,，“停電”恐怕是一個十分遙遠(yuǎn)又陌生的詞語。然而,，這兩天,，與停電相關(guān)的事件卻成了熱搜上的“常客”,。不少網(wǎng)友吐槽——吃不上飯,、洗不上澡、不敢上廁所,、手機沒信號,、紅綠燈停電引發(fā)擁堵……更有吉林一家四口被困電梯，幸而得救,。網(wǎng)友直呼：“2021年活出了原始人的感覺……”
此次“電荒”并非毫無征兆,，自2020年12月起，包括湖南,，江西,，浙江在內(nèi)的南方諸多省份都出現(xiàn)了不同程度的限電。時值供暖高峰期,，對于許多不知暖氣為何物,、依靠空調(diào)取暖的南方城市而言,，去年的冬天異常艱難，義烏甚至到了晚上就要關(guān)閉路燈和小區(qū)的景觀燈……
轉(zhuǎn)至2021年,，捱過寒冬,，情況也并未有所好轉(zhuǎn)，甚至“每況愈下”,。廣東,、廣西、云南,、江蘇,、浙江、寧夏等省區(qū)陸續(xù)發(fā)布了“有序用電”的通知,，部分地區(qū)的錯峰用電方案逐步從“開五停二”升級為“開二停五”,，有些地區(qū)甚至是“開一停六”，但終究是針對工業(yè)用電,，所以居民并未有明顯感受,。
然而，隨著情況進一步嚴(yán)峻,，日常用電也終究受到了波及,，這才演變?yōu)槿耜P(guān)注的社會性事件。對此,，國家電網(wǎng)工作人員回應(yīng)：東北地區(qū)已經(jīng)首先對非居民執(zhí)行了有序用電,，但是在執(zhí)行后仍存在電力缺口，目前整個電網(wǎng)有崩潰的危險,，才采取了對居民限電的措施,。
這波“缺電”大潮，制造業(yè)首當(dāng)其沖,，高精尖的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈自然也無法幸免,，這無疑讓本就不富裕的芯片行業(yè)雪上加霜。
半導(dǎo)體工廠實為用電大戶
截至9月25日晚,，山東省煙臺,、淄博，江蘇省徐州,、淮安,、連云港、鹽城,、泰州,、無錫、蘇州,；浙江紹興,，廣東東莞,、佛山、汕頭,、揭陽等城市目前已確認(rèn)有企業(yè)接到“停電限產(chǎn)”通知,。
9月26日，微博網(wǎng)友@手機晶片達(dá)人爆料稱,，日月光半導(dǎo)體（昆山）有限公司對客戶發(fā)布公告稱,，因中國政府加強能耗雙減政策執(zhí)行力度，其接到當(dāng)?shù)卣o急限電通知,，經(jīng)協(xié)商,，將于2021年9月27日8時至2021年9月30日24時限電。限電期間,，工廠將無任何產(chǎn)出,。
此外，全球第二大芯片電阻基板廠九豪9月26日先降載15％,，該公司高溫鍋爐仍維持生產(chǎn)，但是配合當(dāng)?shù)卣?，這種半停工狀態(tài)預(yù)計維期一周,；據(jù)《日經(jīng)亞洲評論》報道，蘋果和特斯拉的主要機械零部件供應(yīng)商乙盛精密工業(yè)26日也表示,，該公司在江蘇昆山市的工廠從9月26日到10月1日暫停生產(chǎn)……
不難發(fā)現(xiàn),，本次限電中，各地均將目光聚焦在制造業(yè),，而半導(dǎo)體作為制造業(yè)的重要一環(huán),，本身也是能耗大戶，“缺電”在某種程度上已成為擴大產(chǎn)能的阻礙之一,。
以全球最大的芯片代工廠臺積電為例,，2019年，包括中國臺灣廠區(qū),、WaferTech,、臺積電（中國）、臺積電（南京）,、采鈺公司在內(nèi),，臺積電全球能源消耗量為143.3億度，消耗了臺灣近6%的電量,，同年,，擁有1300萬人口的深圳，一年居民用電量也僅為146億度電,。
面對如此驚人的用電量,，臺積電表示,，高端光刻機設(shè)備的電力消耗占到了公司整體電力消耗的50%以上，尤其是頂尖的EUV光刻機設(shè)備,，雖然有效的輸出功率僅為250W,，但其能源轉(zhuǎn)換效率卻只有0.02%。
原因是極紫外光非常容易被吸收,，連空氣都無法透光,，所以必須在真空環(huán)境中生產(chǎn)，同時,，也無法以玻璃透鏡折射,，必須以硅與鉬制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,，但每臺EUV機臺需要經(jīng)過十幾面反射鏡，將光從光源一路導(dǎo)到晶圓,，所以損耗極大,。據(jù)測算，一臺輸出功率250W的EUV機器工作一天,，將會消耗3萬度電,。同時，高耗電量所帶來的設(shè)備發(fā)熱無可避免,，所以工廠內(nèi)的冷卻系統(tǒng)也同樣會消耗大量的電能,。
2020年7月，曾有臺灣媒體報道,，隨著臺積電5nm的大規(guī)模量產(chǎn),，其單位產(chǎn)品用電量相比去年上升了17.9%。毫無疑問,，新制程技術(shù)的復(fù)雜度也將進一步拉動電能用量,。曾有媒體預(yù)測，臺積電3nm半導(dǎo)體制造廠開啟后,，預(yù)計年耗電量將達(dá)到70億度,。
據(jù)悉，ASML也在持續(xù)提升光刻機的效率,，例如,，NXE:3400C的產(chǎn)能從之前的125WPH（每小時處理晶圓數(shù)）提升到了175WPH，同時還將推出針對3nm及以下制程的EXE:5000系列EUV光刻機,。
誠然,，臺積電工廠的工藝復(fù)雜程度及產(chǎn)能需求在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中屬于佼佼者，無法以一概全，但芯片工廠的精密特性毋庸置疑,，是以行業(yè)整體用電量都較高,。
滴水穿石，限電的多重誘因
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)耗電已持續(xù)許久,，此次的多省限電也不應(yīng)是芯片“背鍋”,，而對于其背后的原因網(wǎng)友也是眾說紛紜，除去“用大量能源幫助迪迦奧特曼制造光能回復(fù)能量”,、“挖礦”耗費電力,、限電是為打贏對美金融戰(zhàn)等無從考證的猜測外，能耗雙控行動影響,、復(fù)工復(fù)產(chǎn)導(dǎo)致用電量攀升及國內(nèi)煤炭供應(yīng)不足可能成為其中重要誘因,。
其中，“能耗雙控”是指在黨的十八屆五中全會上所提出的實行能源消耗總量和強度“雙控”行動,，在“碳達(dá)峰,、碳中和”大目標(biāo)下，將能耗強度也作為約束性指標(biāo),，進一步推動各地探索低碳經(jīng)濟,。
然而，今年8月,，發(fā)改委印發(fā)了《2021 年上半年各地區(qū)能耗雙控目標(biāo)完成情況晴雨表》,，廣東、江蘇,、福建等省區(qū)亮起紅燈,，能耗強度同比不降反升,。在生態(tài)環(huán)境督查和雙控考核的壓力之下,，部分地區(qū)為完成雙控目標(biāo)，出現(xiàn)了包括不必要的限電在內(nèi)的激進“減碳”行為,，對此,，中央多次強調(diào)，避免“一刀切關(guān)?！?，糾正“運動式減碳”。
對此,，廣東省能源局相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,，本輪錯峰用電主要是因為高溫天氣下電量負(fù)荷雙增長、省內(nèi)機組發(fā)電能力有限等因素造成的,，并不是因為能耗雙控工作,。而對于本輪電力供應(yīng)不足的主要原因，廣東省能源局副局長劉文勝表示：
一是廣東省經(jīng)濟復(fù)蘇勢頭強勁，社會經(jīng)濟發(fā)展平穩(wěn)快速態(tài)勢帶動電力電量均高速增長,。1月和3月歷史上首次用電負(fù)荷突破1億千瓦,，電量增速達(dá)30%以上。1—8月,，我省全社會用電量5253億千瓦時,，同比增長17.3%，比全國增速高3.5個百分點,；目前正是“金九銀十”訂單高峰期,，二產(chǎn)、三產(chǎn)用電需求持續(xù)旺盛,，工業(yè)用電量3077億千瓦時,，同比增長18.3%。目前,，廣東省統(tǒng)調(diào)最高負(fù)荷需求為全國最高,，達(dá)1.41億千瓦，同比增長11%,。
二是高溫“加持”,，電量負(fù)荷雙增長。作為典型的氣溫“敏感”型地區(qū),，廣東近期氣溫最高達(dá)34℃—38℃,，較往年同期偏高3℃—4℃，氣溫每升高1℃,，電力負(fù)荷便將提高200萬—300萬千瓦,。
三是省內(nèi)機組發(fā)電能力有限。天然氣,、煤炭價格高漲,，資源供應(yīng)緊張，火電企業(yè)發(fā)電積極性不高,，疊加機組長期頂峰發(fā)電設(shè)備存在缺陷等因素,。
自復(fù)產(chǎn)復(fù)工以來，全國用電需求快速增長,，同比漲幅接近15%,。在供給端，火電仍是我國發(fā)電主力,，但煤炭價格卻在持續(xù)飆升,，據(jù)ZAKER新聞報道，一位中部地區(qū)大型電力企業(yè)負(fù)責(zé)人表示,，“目前,，5500大卡動力煤長協(xié)價（長期供貨協(xié)議價格）已超1000元/噸，市場煤價格超1400元/噸，電廠每發(fā)一度電,，虧損都在加劇,，部分火電企業(yè)出電量不得不下降?！彼?，煤炭供需矛盾進一步加劇了我國的電網(wǎng)壓力。
寫在最后
凜冬將至,，各地的煤炭,、用電需求勢必將再次迎來高峰，在“限電停產(chǎn)”,、“拉閘限電”等消息霸屏一天后,，國家電網(wǎng)與多地政府紛紛發(fā)文稱，“將盡最大努力保障居民生活用電”,、“堅決守住民生,、發(fā)展和安全底線”，無疑為居民吃了一顆定心丸,。
產(chǎn)業(yè)端,，制造業(yè)的高能耗雖然無法在短時間內(nèi)實現(xiàn)飛躍，但在數(shù)字化技術(shù)的加持下,，相信能耗管理系統(tǒng)將極大提升工廠用電能效,。
