143.3億度電，是怎樣一個概念？
2019年，常住人口1343.88萬人的深圳市，全年居民用電146.64億度，和它差不多。龍灘水電站，僅次於三峽的全國第二大水電站，年發電量187億度，比它多個3成。人口495萬，人均GDP4.2萬美元的新西蘭，2018年發電量為443億度，僅為它的三倍。
總之，這是一個恐怖的數字，夠一個普通的三口之家用幾百萬年。
然而，放在台積電這，它只夠用一年。根據台積電企業社會責任報告書，2019 年，包括台灣廠區、WaferTech、台積電（中國）、台積電（南京）、採鈺公司。台積電全球能源消耗量為143.3億度，比五年前增加了54.12億度，近五年每年平均年增長率12.5%。
芯片製造為何如此耗電？這些電都用到哪裏去了？
在去年的文章《沙子是如何變成芯片的》裏，科技君科普了芯片製造全過程。
做出一個芯片需要經過硅純化、拋光、電鍍、光刻、蝕刻等數個步驟，細分下來有3000多步工序。
而在各個步驟中，需要維持超淨、恆温、高温高壓、真空、強電磁場等條件。
這些都會消耗巨大的電能。其中的大頭在超淨和恆温方面，那篇文章中有提到：“由於芯片製造對工藝要求極高，需要在無塵環境中進行，所以在幾十個足球場那麼大的工廠裏，水和空氣都經過多級過濾，比醫院的手術枱還要乾淨10萬倍。”
如此巨大的超淨空間，而且是全年365天，全天24小時維持着，能不耗電嗎？
還沒完，除了對水和空氣進行多級過濾，你還得讓温度全年控制在22度左右。畢竟如今的工藝精度已經來到了幾納米，温度一下變化太大，熱脹冷縮説不定就刻歪了。如此一來，耗電量又翻了個倍。
除了維持環境，另一大耗電巨頭是EUV光刻機（極紫外光刻）。
EUV光刻機，當前最先進的光刻設備，1.2億美元一台，華為麒麟990 5G及蘋果A13，便通過它生產出來。
這玩意兒有多耗電呢？
我們平時用電來發光得到照明，目前市面上的LED產品，電光轉換效率是最高120lm/W，大約是理論值的34%。2010年1月Cree公司發佈的208lm/W的白光LED，其電光轉換效率已達到64%。然而，極紫外光的電光轉換效率，卻只有0.02%左右，低到可怕。
目前ASML最先進的EUV光刻機，能輸出250瓦功率，需要輸入0.125萬千瓦的電力才能維持。
也就是説，一台輸出功率為250瓦的EUV光刻機工作一天，光是光源這一項，就會消耗3萬度電。而這樣的光刻機，台積電有幾十台，還有幾百台其它型號的光刻機……你説，這能不耗電嗎？
還沒完。能量守恆定律大家都知道吧，那些沒被轉換成極紫外光的電能，並不會憑空消失，而是變成了熱能。
這些熱能你必須找辦法給散掉，不然幾秒鐘內，就能將價值1.2億美元的EUV光刻機給燒掉。怎麼散？據悉，當初台積電的EUV實驗機組，水冷系統整個架起來，就有一個房間這麼大。而台積電工廠的EUV量產系統輸出功率，是實驗機組的上萬倍......技術啥的咱先不提，這套冷卻系統電量消耗一定少不了。
以上提到的兩個，只是台積電用電的大頭，硅純化、拋光、電鍍、蝕刻等步驟，同樣會消耗大量的電能。
而且，隨着工藝的進步，EUV光刻機將全面取代DUV光刻機，未來台積電耗電量會進一步增加。根據《天下雜誌》報道，台灣地區過去5年用電的增長量，約有1/3都是由台積電貢獻的。而隨着新一代的5納米EUV技術導入，用電量還將暴增，可達目前主流製程的1.48倍。
與台積電這個吞電巨獸對應的，是台灣地區的缺電難題。
台灣作為一個小島，本身缺乏煤礦石油，又沒有什麼大江大河。因此，水電火電都不咋地，只有靠核電支撐，才能維持得了生活。可問題是，灣灣同胞們是個對環境保護極其上心的羣體，覺得核電不環保，在15年搞了個數萬人參加的“廢核大遊行”。
可惜，用愛真發不了電，在台積電瘋狂增長的用電需求面前，台灣電力資源日以緊缺。
2017年8月15日下午，台灣地區經歷了有史以來最大規模的無預警停電，當時總共造成全台灣668萬户瞬間用電受影響，17縣市出現大規模停電，比例超過台灣總用户的一半。芯片製造廠對供電穩定性要求極高，稍有波動，晶圓就可能全部報廢，損失慘重。2016年，西安市一高壓變電站設備起火爆炸，西安東部和南部電壓陡變，西安三星存儲芯片產停機。結果當時產線上的64層NAND芯片晶圓作廢，損失估計達20億左右人民幣。
台積電現在要是停個電，iPhone 12系列可能就要晚個把星期才能發佈了。
目前，靠着半個小島停電也要給台積電供應的精神，5納米工藝的耗電需求台灣勉強頂住了。然而，幾年後的3納米工藝、2納米工藝該怎麼辦？全島電力供應它一家怕是都不太夠了。在這裏，科技君歡迎台積電來大陸建廠。2019年，台灣地區年發電量約2400億度；而中國大陸去年年發電量為71422億千瓦時（度），位列世界第一。咱們這，有穩定又充足的電能，來10個台積電，咱也養得起。所以，要不要考慮下？