美国电网或因电力问题难承芯片巨头投资

分析 英特尔和其他半导体行业参与者在基于美国的芯片制造方面投入的数十亿美元巨资，所撼动的远不止技术领域——这似乎给美国的电力基础设施带来了不小的困扰。…

英特尔和包括台积电在内的竞争对手正在美国本土快速推进建设先进晶圆厂的计划，这都得益于 2022 年的《芯片与科学法案》，半导体和电子公司宣布在国内半导体生产和研发方面投资“超过 4000 亿美元”。而且美国的政客们正在竭尽全力提供帮助。

据报道，一项正在进行的法案[PDF]允许给芯片制造商提供联邦许可豁免，使他们能够避开拖延工厂建设的环境审查和诉讼，正送往乔·拜登总统的办公桌等待批准。

这对美国制造业而言很棒，不过要是芯片巨头解决不了一个常被忽视的问题：电力——不是随便什么电力，而是芯片制造商为避免灾难性崩溃所需要的非常特殊的那种：直流电（DC），那么潜在地避开那些规则也无关紧要。

关键问题在于，美国的电力基础设施能否应对这种激增？提前透露一下：很可能不行。

面临这一电力问题的不止英特尔和台积电，整个半导体制造生态系统都需要稳定和精确的直流电源。所有那些先进的机器——光刻系统、离子注入机、蚀刻工具，都需要稳定的直流电流。哪怕有一点点波动，您就会面临数百万美元的巨大损失。

美国电网在建设时并非纯粹将直流电源纳入考虑。和世界上的其他电网一样，它针对交流输电进行了优化。虽然直流系统在特定的工业环境中运行良好，但要将其扩大规模用于像芯片厂这样庞大的设施并非易事。

要是芯片巨头们想让他们崭新锃亮的晶圆厂真正运转起来，他们将不得不投入大量资金对直流基础设施进行升级。我们说的是新的变电站、更大的变流器容量以及对现有系统的改造——这可不便宜。

一位与《登记簿》交流过、熟悉英特尔运营情况的内部人士暗示，该公司已经在向电力公司献殷勤了。“这不是一夜之间就能解决的问题，”他们说。“如果英特尔要按时完成生产计划，就必须在建设晶圆厂的同时建设电网。”

从英特尔在德国那种时停时开的状况来判断，如果英特尔想在 2024 年底开始建设，这在美国可能是关键所在。

在这一切当中，好的一面在于可再生能源。太阳能和风能天然地产生直流电，这使得这些能源比交流发电更容易整合到芯片工厂中。比如说，“天鹰太阳能”项目能够产生多达 100 兆瓦的能量来为谷歌的数据中心供电。当然，英特尔很高兴提醒我们，如今一切都关乎可持续性，在其运营中承诺提供绿色能源解决方案，正如今年早些时候在其可持续发展峰会上所展示的那样。

理论上，将可再生能源与直流配电相结合可以一举两得：有助于拯救地球并满足英特尔的电力需求。不幸的是，现实要严峻一些。可再生基础设施的升级需要做大量的工作。所以实际上，没有快速的解决办法。

仿佛电力问题还不够似的，特别是英特尔的晶圆厂扩建，已经在和环保组织引发争议。半导体制造向来是能耗大户，这意味着排放。大量的排放。绿色和平组织一直对制造商的环境影响直言不讳，指出晶圆厂的运营可能一点也不环保。

一些评论家认为，新的联邦立法可能带来坏消息，因为该立法避开了所有那些关键的环境评估来加快半导体建设的进程。

你建成了你的工厂，但可能会留下面积堪比得克萨斯州大小的碳足迹。

别忘了这个迫在眉睫的问题：大型工厂会让当地电网过载吗，尤其是本就不稳定的华盛顿特区的基础设施？

这使得所有认为整件事能够轻松推进的政策制定者们集体叹息。

美国在国内半导体生产上押注，这是其减少对亚洲芯片供应商（没错，台湾，说的就是你）依赖的宏大战略的一部分。

虽然《芯片法案》的资金对于美国制造业极为重要，但华盛顿特区关键的电力缺口不容小觑。

要是没有强大的电力基础设施就位，英特尔等公司的宏伟计划可能会遭遇意想不到的延迟和成本螺旋式上升。真正的问题是美国的电网能否与那种愿景同步。目前，这是一个不仅依赖于半导体制造，还依赖于美国电网维持实现这一目标所需的电力增长的能力的赌注。 ®