美國電網或因電力問題難承芯片巨頭投資

分析 英特爾和其他半導體行業參與者在基於美國的芯片製造方面投入的數十億美元巨資，所撼動的遠不止技術領域——這似乎給美國的電力基礎設施帶來了不小的困擾。…

英特爾和包括臺積電在內的競爭對手正在美國本土快速推進建設先進晶圓廠的計劃，這都得益於 2022 年的《芯片與科學法案》，半導體和電子公司宣佈在國內半導體生產和研發方面投資“超過 4000 億美元”。而且美國的政客們正在竭盡全力提供幫助。

據報道，一項正在進行的法案[PDF]允許給芯片製造商提供聯邦許可豁免，使他們能夠避開拖延工廠建設的環境審查和訴訟，正送往喬·拜登總統的辦公桌等待批准。

這對美國製造業而言很棒，不過要是芯片巨頭解決不了一個常被忽視的問題：電力——不是隨便什麼電力，而是芯片製造商爲避免災難性崩潰所需要的非常特殊的那種：直流電（DC），那麼潛在地避開那些規則也無關緊要。

關鍵問題在於，美國的電力基礎設施能否應對這種激增？提前透露一下：很可能不行。

面臨這一電力問題的不止英特爾和臺積電，整個半導體制造生態系統都需要穩定和精確的直流電源。所有那些先進的機器——光刻系統、離子注入機、蝕刻工具，都需要穩定的直流電流。哪怕有一點點波動，您就會面臨數百萬美元的巨大損失。

美國電網在建設時並非純粹將直流電源納入考慮。和世界上的其他電網一樣，它針對交流輸電進行了優化。雖然直流系統在特定的工業環境中運行良好，但要將其擴大規模用於像芯片廠這樣龐大的設施並非易事。

要是芯片巨頭們想讓他們嶄新鋥亮的晶圓廠真正運轉起來，他們將不得不投入大量資金對直流基礎設施進行升級。我們說的是新的變電站、更大的變流器容量以及對現有系統的改造——這可不便宜。

一位與《登記簿》交流過、熟悉英特爾運營情況的內部人士暗示，該公司已經在向電力公司獻殷勤了。“這不是一夜之間就能解決的問題，”他們說。“如果英特爾要按時完成生產計劃，就必須在建設晶圓廠的同時建設電網。”

從英特爾在德國那種時停時開的狀況來判斷，如果英特爾想在 2024 年底開始建設，這在美國可能是關鍵所在。

在這一切當中，好的一面在於可再生能源。太陽能和風能天然地產生直流電，這使得這些能源比交流發電更容易整合到芯片工廠中。比如說，“天鷹太陽能”項目能夠產生多達 100 兆瓦的能量來爲谷歌的數據中心供電。當然，英特爾很高興提醒我們，如今一切都關乎可持續性，在其運營中承諾提供綠色能源解決方案，正如今年早些時候在其可持續發展峰會上所展示的那樣。

理論上，將可再生能源與直流配電相結合可以一舉兩得：有助於拯救地球並滿足英特爾的電力需求。不幸的是，現實要嚴峻一些。可再生基礎設施的升級需要做大量的工作。所以實際上，沒有快速的解決辦法。

彷彿電力問題還不夠似的，特別是英特爾的晶圓廠擴建，已經在和環保組織引發爭議。半導體制造向來是能耗大戶，這意味着排放。大量的排放。綠色和平組織一直對製造商的環境影響直言不諱，指出晶圓廠的運營可能一點也不環保。

一些評論家認爲，新的聯邦立法可能帶來壞消息，因爲該立法避開了所有那些關鍵的環境評估來加快半導體建設的進程。

你建成了你的工廠，但可能會留下面積堪比得克薩斯州大小的碳足跡。

別忘了這個迫在眉睫的問題：大型工廠會讓當地電網過載嗎，尤其是本就不穩定的華盛頓特區的基礎設施？

這使得所有認爲整件事能夠輕鬆推進的政策制定者們集體嘆息。

美國在國內半導體生產上押注，這是其減少對亞洲芯片供應商（沒錯，臺灣，說的就是你）依賴的宏大戰略的一部分。

雖然《芯片法案》的資金對於美國製造業極爲重要，但華盛頓特區關鍵的電力缺口不容小覷。

要是沒有強大的電力基礎設施就位，英特爾等公司的宏偉計劃可能會遭遇意想不到的延遲和成本螺旋式上升。真正的問題是美國的電網能否與那種願景同步。目前，這是一個不僅依賴於半導體制造，還依賴於美國電網維持實現這一目標所需的電力增長的能力的賭注。 ®