🌳半導體產業的綠色使命，邁向永續未來！
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核二1號機停機討論潮中，大家忽略的面向：核能的“最小運轉容量限制”

文：Tony Yen / 德國弗萊堡再生能源工程與管理碩士／媽媽監督核電廠聯盟特約撰述

核二1號機在7月2日凌晨停機，標誌著台灣非核政策的進程已經跨過一半；在這過程當中，因為地方政府對乾式儲存的疑慮，造成核廢料無處可放的難題，以及停機以後，因應接下來夏季用電將進行的各種措施，是各方討論的重點。

然而似乎有件事情較少被人認真討論：那就是，過去3個多月核二1號機每天都以不足1%的幅度緩慢降載，但在最後電力輸出不足額定功率的80%以後，便必須停機，無法再行運轉。

事實上，從過去的數據便可看出，台灣的核電廠大多在以數日計的啟動升載之後，便必須慣常地維持滿載發電，中間發生升降載的情況甚少，且多是因為安全性問題而致，和電力系統彈性調度需求較無關聯。這次核二1號機在電力輸出不足額定功率80%以後，台電也選擇直接停機，而非讓機組持續緩慢降載至0%；這代表，80%左右的電力輸出量應該就是為了確保核能安全，台灣核電機組能慣常維持的最小運轉容量。

目前台灣剩下的3部運轉中反應爐、以及已停建的核四廠，其設計時都沒有將大量再生能源進入電力系統的未來納入考量，因此它們的最小運轉容量，應該不會和核二1號機有太大差異。於是，任何關於核能在台灣的未來的討論，都必須面對一個核綠並存時必然出現的情境：那就是，在2030年代以後的冬季，風能與太陽能發電量豐沛、用電需求相對不大，如果出現數星期甚至一整個月殘餘負載偏低的情況，運轉容量無法降低太多的核能機組，可能就必需完全停機。而即使是夏天，例假日中午的殘餘負載也有可能逼近負值，台灣目前的核能機組能否在這種時段和綠能良好搭配，也仍是一大未知數。

當然，在一個核綠並存的平行世界中，我們可以要求彈性能力較核能佳的再生能源，在殘餘負載趨近於零、而核能機組無法應對時削減出力－但如此一來，就是很明顯的「以核擋綠」了。明知核綠兩種發電技術具有系統性衝突，卻還是選擇走上這條成本、不確定性、核安核廢風險都更高的發展路徑，實屬不智之舉。

幸而，我們有更好的選擇－這就是在加速發展綠能的同時，也發展那些彈性調度能力較佳、能和綠能良好搭配的技術選項。這些技術選項包括儲能、需量反應、以及（給出使用綠色燃料具體時程的）燃氣機組。這些彈性資源不僅能協助再生能源的加速推廣，綠能的設置也會反過來讓它們更容易整合進入電力系統。

比方說，今年5月17日興達電廠燃煤機組故障後，因發電總量限制，造成抽蓄水力放電將近8小時後便無電可發。從附圖可以看出，到了2025年，當發生類似的故障事件時，額外導入的彈性資源放電時間只需要約4小時、而到2035年時則只需要約3小時（這些數字是筆者目測標準化負載=0.9的水平線對應到的歷時需求）；如此，當大量再生能源導入電力系統以後，便能大幅降低機組發電總量限制對供電可靠度的負面影響。而由於電池等很多新式彈性資源的成本，主要受發電歷時的影響，再生能源的增加也能讓這些資源更容易取代不夠彈性的傳統機組。

由此可知，能源轉型的過程除了綠能需要儲能、需量反應等彈性資源的設置之外，反過來的論述也能成立－兩者在轉型過程中，是互補共存的關係。相對的，在核二1號機停機的前後，若干藉機倡議核四啟封續建、核二機組延役的論點，不僅忽視續用核能在台灣將面臨到的法規、工程、社會正當性、經濟性等諸多困難，更欠缺放眼長期的系統性思考。

通盤考慮怎麼樣的政策路徑最適合以綠能為主的未來後，答案很明顯：僅存的三部運轉中核能機組不可能延役、核四續建完工則窒礙難行；今後關於台灣能源未來的討論，不應該再繼續被這些行將就木的電廠綁架了。

Joe：「半導體產業確實需要一些看壞的新聞，越來越多人看好半導體，這樣半導體產業的股票暫時可能不容易起飛，不過二三線的半導體產業股票真的不太能投資，那個風險很高。」

全球晶片短缺，波及汽車和電子產業，世界多國政府透過補貼企業的方式來興建晶片製造廠房，以降低對台灣生產的依賴，包括美國、歐盟和日本政府都考慮斥資數百億美元興建晶圓廠，因擔憂全球3分之2先進晶片的生產都集中在台灣。美國1高級將領日前對國會議員指出，中國攻占台灣已成為太平洋最大的軍事隱憂，中國也向晶片產業提供可觀的補貼，以降低對西方技術的依賴，包括在2019年設立規模達290億美元的投資基金，促使各界議論西方國家也必須跟進，需在亞洲之外興建晶片製造廠的聲音，促使台積電和三星電子計畫赴美設廠，爭取高達300億美元的補貼。Intel日前也宣布，將重返晶圓代工市場，在亞歷桑納州和歐洲分別設立2座和1座晶圓廠，佳能、東京電子和Screen Semiconductor Solution等3家日本企業，將與日本產業技術總合研究所（簡稱產總研）合作，攜手研發2奈米晶片，而日本經濟產業省將提供約420億日圓（3.85億美元）的資金援助，且將和台積電等海外廠商建構合作體制，以重振日本處於落後的先進半導體研發，這種由各國政府帶頭，重組半導體產業的風潮，可能扭轉述十年來美國和歐洲半導體公司將晶片製造外包給台灣和南韓的趨勢。

但專家警告，此舉可能重蹈1970年至1980年代晶片過度生產的情況，導致價格崩跌，大量半導體公司倒閉，半導體產業研究機構VLSI Reserch執行長Dan Hutcheson表示：「我們現在處在每個國家都想建立自家晶圓廠的局面中，我們將由全球互相連結，變成處處都看得到垂直的孤島。」

如果各國政府興建晶圓廠的計畫過關，全球半導體產業可能像1970年代和1980年代的光景，當時每個國家都認為，晶片對其通訊和國防至關緊要。但Hutcheson說，其中的風險在於，全球將興建過多的晶片製造產能，導致價格崩跌，摧毀大量半導體公司，這與1980年代的價格崩跌導致晶片工廠從澳洲倒閉到南非類似。

Hutcheson指出：「從納稅人的角度來看，這確實是一個問題，我們是否真的要發起另1場冷戰，半導體晶圓廠等同於核武器，而我們卻在浪費這些資源？」

台灣半導體產業協會（TSIA）理事長劉德音提到，半導體晶片短缺不論在哪個國家生產都會有這些因素，希望世界對台灣不要有誤解，有人說因為晶片都僅在台灣製造有關，但其實今天的短缺，無論在哪邊生產，短缺都會發生，希望世界對台灣不要有誤解，現在晶片短缺有三個主要原因，第一，中國武漢肺炎導致供應鏈庫存堆積。

第二，則是不確定因素增加，來自美中貿易戰使供應鏈與市場占比的轉移，其他競爭者預期華為因制裁失去市占後可以拿到更多市占，這些不確定因素導致重複下單，實際產能其實大於真正市場需求。

第三，中國武漢肺炎疫情加速數位轉型，工作與生活型態改變。

中國正在大舉投資電腦晶片，並加大培養本土人才的力道。在與美國的科技貿易戰中，中國加快了尋求技術獨立自主的步伐，今年以來，中國半導體企業透過首次公開募股（IPO）、私募籌資和資產出售等方式，已籌集了近380億美元的資金，是去年總額的兩倍多，企業註冊跟蹤機構天眼查（Tianyancha）的數據顯示，今年有五萬多家中國企業註冊了半導體相關業務，數量創下新高，是五年前註冊總數的四倍。

這些企業中有些公司和晶片業關聯甚少，比如房地產開發商、水泥生產商和餐飲企業，它們都將自身重塑為晶片公司，以期與國務院8月推出的為半導體企業提供稅收減免和政府資助的計劃扯上關係，半導體企業激增的狀況與中國近期出現的其他熱潮類似，包括對電動汽車、房地產、P2P貸款和太陽能電池板的投資狂潮，其中部分引發了泡沫或非理性支出，促使中國最高經濟規劃機構對不明智的商業活動發出警告，一些沒經驗、沒技術、沒人才的「三無」企業投身集成電路行業，個別地方對集成電路發展的規律認識不夠，盲目跟上計劃。

半導體產業協會（Semiconductor Industry Association）表示，全球市場的晶片供應只有5%來自中國企業，中國的晶片也遠不如台灣和美國同行先進，落後五年甚至更多，Trump採取措施，阻止向華為技術有限公司（Huawei Technologies Co.）和中興通訊股份有限公司（ZTE Co.）出口關鍵技術，此舉促使中國企業爭相尋找國內半導體來源；此類微型處理器對智慧型手機、汽車和其他中國出口產品的製造商越來越重要，這是一個供應鏈安全的問題，你不知道什麼時候就會被美國列入黑名單。

自1950年代以來，中國北京當局已花費數以十億美元計的資金來培育國內晶片行業，先是透過中央規劃，然後藉助外國合資企業。人才瓶頸、投資不慎和繁瑣的官僚主義先前阻礙了該產業取得成功，這一次的不同之處是美中科技戰，這場交鋒大大加強了中國取得突破的意願。最新的行動也更多依賴私營部門的專長，而不是過去主要由國家驅動的方式。

華為表示，由於美國的制裁，其智慧型手機的處理器晶片即將用完。該公司創始人任正非強調，需要一個強大的國內晶片產業，華為今天遇到的困難，是華為設計的先進晶片，中國基礎工業還做不出來。

中國六個省（區）承諾在半導體領域投資約130億美元，中國公司也在加大晶片投資力道，其中包括電商巨頭阿里巴巴集團控股有限公司（Alibaba Group Holding Ltd.）和電動汽車製造商比亞迪股份有限公司（BYD Co.），但幾個備受矚目的中國計劃已經失敗，其中包括中國政府和美國晶片製造商之間的兩個計劃。

總部位於聖地牙哥的Qualcomm Inc.與中國貴州省共同建立的一家伺服器晶片生產合資企業在成立三年後關閉，而加州聖克拉拉的Globalfoundries Inc.在中國成都建造一座先進晶片生產廠的100億美元投資計劃也告吹，法庭文件顯示，在中國南京，一個打算投資30億美元建設兩個晶片生產設施的計劃在其投資者6月份進入破產程序後被迫終止。

https://www.storm.mg/article/3219514?page=1
https://technews.tw/2021/03/29/asml-moores-law-has-not-slowed-down-or-failed/?fbclid=IwAR1ZyN85YYQ89dyUiHyhCLwYTGpnvoKJMt5Ot8ObZGKAwGMq6orXCdIQX1E&utm_medium=facebook&utm_source=fb_tn
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