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光刻机是芯片厂的核心,专门用来把电路图案刻到硅片上。高端的EUV光刻机,用极端紫外光源,那光波长短到13.5纳米,能刻出超级细的线条。问题是产生这种光源得靠激光轰击锡滴,转化效率低得可怜,只有0.02%左右。

输入电力得0.125兆瓦,才能输出250瓦的有效光。算下来,一台机器一天运行24小时,耗电量在2.5万到3万度之间。全年不开关机的话,年用电量轻松上千万度。数据来自行业报告,比如ASML公司的设备规格。

为什么不能关?因为启动过程复杂,温度、真空环境得稳定,关了重启费时费力,还可能影响精度。芯片厂里不止一台,通常几十台并行,整体电费就成了大头。台积电那些大厂,年电费上亿不是新闻。耗电大头在光源和冷却系统上,热量散不掉就得额外用电降温。

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整个晶圆厂还得保持超净间恒温22度,空调、净化设备也吃电。加起来,先进制程厂的电力需求跟小城市差不多。

三峡发电站作为世界最大水电站,总装机容量2250万千瓦,34台机组齐发力。2024年全年发电量在1000亿度以上,具体数据是长江流域梯级电站总发电2959亿度,三峡单站贡献大头。平均下来,日发电量2.7亿到3亿度不等。

丰水期更高,能到5亿度峰值。2025年上半年,累计发电已经破1.8万亿度,从2003年投产到现在,相当于省了5.4亿吨标准煤,减排二氧化碳14.8亿吨。

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电站靠长江水流推动涡轮发电,清洁高效,不烧煤不排烟。电力通过特高压电网送往华中、华东、广东等地,覆盖亿万人用电。比起火电,水电成本低,稳定性强,调峰能力好,能在用电高峰期顶上。

现在对比一下,光刻机一天3万度,三峡一天2.8亿度,那一台机器一天只用电站输出的万分之一。全年光刻机1095万度,三峡一天就够它用25年多。精确算,2.8亿除3万是9333天,折合25.5年。参考资料里说23年,可能用了稍低的数据,但大差不差。

就算芯片厂里有100台光刻机,三峡一天发电也够它们用两年半。现实中,中国半导体产业用电分散在全国电网,三峡只是其中一部分。

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全国总发电量2024年超9万亿度,高科技产业那点耗电占比小得很。光刻机贵在精密,不是电费决定成败。电费虽高,但对芯片售价来说,摊薄后不算啥。

关键是技术突破,国产光刻机从90纳米起步,现在上海微电子有65纳米级别设备在推。进口ASML的DUV机还能用,EUV虽受限,但国内研发没停。

半导体是国家战略,芯片短缺闹过多少事儿,大家都记得。电力保障稳了,高耗能设备才能放心跑。三峡这种巨型电站,就是后盾。想想看,没有可靠电力,工厂停摆,损失更大。

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2025年第一季度,三峡梯级电站发电576亿度,同比增长9%,来水丰沛。

未来,随着更多电站上线,电力供给更充裕。半导体厂会优化能效,比如回收热量,ASML也在改进光源效率。

整体看,中国电力结构在转型,水电占20%,风光核电在涨。光刻机耗电是挑战,但不是瓶颈。

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水电不光发电,还防洪、航运。长江流域经济靠它稳。

半导体产业,电力是基础,没电啥都白搭。

中国有三峡,底气足。