三大超级项目新增电力需求38吉瓦,相当于27台APR1400核电机组
晶圆厂和人工智能数据中心全天候运行
扩建输电网络和变电站也是一大课题

半导体工厂要运转,需要多少台核电机组? View original image

制造一枚比指甲还小的半导体芯片、运行人工智能,所需的基础设施却越来越庞大。半导体工厂必须不间断地完成数百道工序,人工智能数据中心的大量服务器和冷却设备则需全天候运行。随着政府将半导体和人工智能列为下一代增长引擎,能否迅速 확보配套电力、用水和输电网络,也成为产业竞争力的重要一环。


据产业通商部、气候能源环境部等部门25日消息,政府推进的半导体、实体人工智能和人工智能数据中心三大超级项目,预计将额外需要约38吉瓦电力。韩国主力核电机组APR1400单台装机容量为1.4吉瓦,38吉瓦相当于约27台机组的装机容量。这并不意味着需要新建27台核电机组,但足以说明先进产业投资未来将给韩国电力需求带来多大压力。


政府今年6月公布的三大超级项目,核心是大幅提升半导体产能,并在全国建设吉瓦级人工智能数据中心和实体人工智能产业基地。除尽早建成首都圈现有的半导体生产基地外,还将在西南地区建设4座存储芯片晶圆厂及先进封装厂,在忠清地区建设高带宽存储器、NAND闪存及封装设施。人工智能数据中心也计划分布于全国各地,包括忠清地区2吉瓦、江原地区2.4吉瓦、岭南地区2吉瓦和西南地区1吉瓦。


先进产业需电38吉瓦:仅龙仁就相当于10台核电机组

半导体工厂是用电量最大的设施之一。在晶圆上制造电路,需要反复进行沉积、光刻、蚀刻、清洗等数百道工序,每道工序都要运行大型制造设备。为控制微尘,维持洁净室恒温恒湿的空气调节设备也不能停运。


韩国京畿道龙仁市就是一个典型案例。三星电子和SK海力士的生产设施所在的龙仁半导体集群,将建成共10座晶圆厂。若全部投入运行,预计需电14.7吉瓦,相当于10台以上APR1400核电机组的装机容量。


人工智能数据中心的用电需求同样不可小觑。随着生成式人工智能普及,图形处理器等高性能半导体被大规模部署,服务器本身的耗电量持续上升。同时还必须运行用于散热的冷却设备和电力转换装置。人工智能使用量越大、数据中心规模越大,所需电力也越多。


问题在于,仅靠发电厂生产电力并不足以解决需求。要在半导体工厂和数据中心需要用电的时间、地点送达电力,还必须配套建设输电线路和变电站。


龙仁半导体集群计划在园区内建设3座各为1吉瓦的液化天然气发电厂,以供应初期所需电力。但最终14.7吉瓦的需求难以仅靠园区自备发电满足。为此,仍须加强现有电网,并通过输电网络引入东海岸、中部地区等其他地区生产的电力。


输电网络建设涉及线路选址、征求居民意见和取得许可等环节,需要相当长的时间。即使半导体晶圆厂或数据中心已经建成,若输电线路和变电站建设滞后,所需电力也可能无法及时供应。因此,政府在公布先进产业投资计划时表示,将在 확보发电能力的同时,把电网视为国家战略资产,提前推进建设。


建厂之前先铺“电路”:政府提前投资基础设施

政府认为,三大超级项目能否成功,不仅取决于企业的建厂投资,因此已开始投入财政资金,优先保障电力和用水基础设施。即使企业斥资数百万亿韩元建厂,如果电和水不能及时供应,生产设施也难以按计划运行。


明年的预算案体现了这一方向。为将电力从发电量较大的地区稳定输送至首都圈等需求地,政府新增拨款5724亿韩元,用于建设输电侧储能系统;另分别新增拨款658亿韩元和360亿韩元,用于建设引导高用电企业落户电网容量充裕地区的需求引导型变电站,以及电能质量稳定设备。政府还安排5000亿韩元注资韩国电力公社,以增强其电网投资能力。


与此同时,政府将依据发电厂和电网的布局,分散高耗电设施的选址。政府公布的三大超级项目投资布局图显示,计划将此前集中于首都圈的先进产业扩展至忠清、西南、江原和岭南地区。仅人工智能数据中心就计划分散布局于全国,包括忠清地区2吉瓦、江原地区2.4吉瓦、岭南地区2吉瓦和西南地区1吉瓦。其背后也有这样的判断:若继续将电力需求集中在首都圈,再靠增建输电网络应对,恐难满足迅速增长的需求。


半导体生产所需的水也将提前保障。龙仁半导体产业园区正在推进从八堂大坝铺设专用管道、优先实现每日供应31万吨用水的项目。西南和忠清地区的新先进产业基地也将提前建设供水基础设施。明年预算案新增湖南地区供水项目1196亿韩元、忠清地区供水项目81亿韩元,并安排2500亿韩元注资韩国水资源公社。



气候能源环境部长官Kim Seonghwan近日就三大超级项目带来的电力需求增长强调,应将电力视为“国家安全资产”,而非单纯的能源。他表示:“芯片或人工智能数据中心,只要下定决心,2至3年就能准备好,但电力准备需要更长时间。不能仅把电力视为产业的辅助手段,而应将其作为国家战略任务,使之成为安全资产。”


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