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台积电为何要走出台湾?“护国神山”的能源困境

供养“护国神山”有其代价。一个台湾究竟能容纳多少晶圆厂?

台积电为何要走出台湾?“护国神山”的能源困境
2022年12月29日,台湾台南,台积电举办标志正式大规模生产先进3纳米芯片的仪式,期间展示了一片晶圆。摄:Lam Yik Fei/Bloomberg via Getty Images

【编者按】晶圆代工龙头台积电近年加快全球布局,先后在美国凤凰城、日本熊本、德国德勒斯登设厂。这波扩张既回应地缘政治紧张下各国强化晶片自主的压力,也反映贴近客户、争取补助,以及抢占全球半导体人才的战略考量。董事长魏哲家在一封内部信中写道:“台积电不再只是台湾的台积电,而是世界的台积电。”

然而,晶圆代工产业诞生于台湾,深植于在地半导体生态系。当台积电走向世界,迁移的从来不只是技术与资本,也包括人与家庭、语言与日常,还有深藏于工作伦理之中的文化性格;而即便在台湾本地,半导体产业也因少子化带来的人力短缺,开始吸纳来自不同背景、甚至不同国家的劳动力。“世界的台积电?”系列将追踪跨国迁徙如何重塑半导体产业版图、全球劳动与个体生活。

此篇报导为端传媒“世界的台积电?”系列报导第四篇。透过大量资料,端传媒记者分析台积电面对的能源困局。随著晶片制程愈来愈先进,用电量也大幅攀升,台积电董事长魏哲家曾预测,到了2030年,台积电将消耗台湾12%的电力。在国家安全、经济发展和能源转型之间,台湾该如何抉择?

台积电近年加速海外扩张,赴美国、日本和德国设厂。走出台湾,不只为了政府补贴和更接近客户,或许还有一个关键原因:能源。2024年,台积电在台湾一共用了253亿度电,占全台总用电量8.9%;整个半导体产业,用电达402亿度,占总用电量14.2%。

尽管台湾目前供电充足,但随著 AI 浪潮带动高阶晶片需求,半导体产业正加速成长,也让用电需求大幅攀升。这样的荣景,是几年前想也想不到的。当时,随著尖端晶片的制造成本不断提升,有专家认为企业将缺乏动力升级到三奈米以下的晶片。

然而,2022年底,ChatGPT 横空出世,彻底改变了晶片产业的走向。像 ChatGPT 一类的大型语言模型,其训练和运作都需耗费大量算力。目前看来,AI 对算力需求仿佛没有上限,还需要更多、更小、更先进的高阶晶片,三奈米、二奈米都不够,要进入所谓的“埃米”(angstrom)时代,即台积电正在挑战的 A16 制程(1.6奈米或16埃米)。

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