先進製程是吃電怪獸? 首份半導體水電報告揭:廠務用電才是「房裡的大象」

「護國神山」有多耗水耗電?科技、民主與社會研究中心(DSET)昨(20)日發表台灣首份分析報告檢視半導體先進製程的用水及用電韌性。報告推估,台灣10年內無缺電問題,但二奈米廠投產初期供電壓力大,可能出現備轉容量小於6%狀況;用水方面,半導體產業座落的新竹、台中、台南、高雄,未來都將出現用水缺口,且海淡水、再生水無法完全滿足先進製程的「超純水」需求。






台積電被許多台灣人視為「護國神山」,卻耗用大量水電。圖片來源:僑委會提供


廠務耗電是「房間裡的大象」 暖化還將抵銷節電努力


DSET昨日發表「氣候變遷與基礎設施韌性:台灣半導體產業水資源與電力使用分析報告」,為國內首度盤點半導體先進製程的用水、用電及相應基礎設施韌性,由DSET及環境權保障基金會共同完成。


台灣的電到底夠不夠半導體先進製程使用?DSET兼任研究員林孟慧表示,報告推估10年內(2025~2035年)電力供需,夜尖峰最大供電能力都高於夜尖峰負載,但2奈米廠剛投產的2025~2027年,備轉容量偶爾低於6%。以總量來看,台灣無缺電疑慮,但初期調度壓力較大。


林孟慧說明,用電需求數據是以最劣情境推估,已考慮能源署的「電力需求年均成長率」和2奈米廠的最高用電量(約1.928GW)。


不過研究團隊推估,暖化將使半導體廠的低溫冰機耗電量在2030年上升3%、2050年上升6%,「這把廠商努力節電的幅度都抵銷掉了」。林孟慧建議半導體業除精進製程節電,也要強化氣候變遷韌性,考量廠務節電來解決「房間裡的大象」。


先進製程採用的極紫外光微影機(EUV),耗能是傳統深紫外光微影機(DUV)的10倍以上,被外界視為半導體業的吃電怪獸。但DSET發現,半導體製程占用電不到五成,最大宗反而是廠務系統用電,包含無塵室、空調、冷卻系統、超純水供應系統等。






DSET指出未來加入二奈米廠運作,總供電量仍無虞,但發展初期可能有備轉容量率小於6%的狀況。圖片來源:擷取自DSET報告


半導體產業所在地皆有供水缺口 跨區調水、再生水也難滿足


半導體製程越先進,對水量及水質的要求就越高。研究報告指出,在半導體產業座落的縣市,新竹、台中、台南、高雄,未來都將出現用水缺口。


報告指出,政府針對水資源缺口提出不同手段,但都有侷限。跨區調度水源的「珍珠串計畫」遇大規模乾旱就有實行難度;生活污水處理成再生水,則需投入鉅額資金建設專管引水,還得仰賴政府積極接管;海水淡化供給則較為穩定。


然而報告也指出,無論是海淡水、再生水,都無法完全滿足半導體先進製程越來越高的「超純水」需求。






2012至2024年實施減壓供水或分區供水的次數,前三名為台南、高雄、新竹,正好與半導體產業群聚縣市重疊。圖片來源:擷取自DSET報告


半導體先進製程的水電大挑戰 台灣如何因應?


半導體帶來水和能源的挑戰。許博任建議,政府可透過投資抵減政策,促使半導體業者積極投資綠能、再生水及其他相關基礎設施建置。


他也認為,地方政府有意吸引半導體產業進駐,就必須投入更多再生水及再生能源規劃。以水為例,再生水不單只有產業區廢水回收,「市政再生水」也是一種水資源。污水接管率過去只被看成生活品質指標,未來可能成為影響地方產業發展的關鍵。


他強調,地方政府終究須重新檢討產業方向,石化與鋼鐵業正面臨全球生產過剩,若調整產業結構,就有機會騰出更多水及能源的餘裕,支持半導體產業發展。






環境部長彭啟明(右)昨(21)日受邀出席分析報告發表會,左為DSET主任杜文苓。攝影:陳昭宏


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