半導體產線祕密武器遇停電也不斷線
接連兩次的全台大停電,不只不便,也衝擊科技業產能。當缺電將成為台灣新常態時,扮演護國群山的半導體產業,如何因應?背後還有什麼商機?
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月15日,台南科學園區一家公
司施工不慎,挖斷了電纜,讓
鄰居台積電14B-P7廠,報廢3萬片晶圓,損失高達新台幣10億元。
「每次工廠裡的燈閃一下,我心裡就想,幾千萬又飛了!」一名半導體代工廠資深廠務經理談到對斷電的束手無策時,難掩激動,足見產線對電力的敏感。這位廠務經理指出,一塊先進
製程的晶圓(wafer),必須進出不
同機台數千次,料件自動輸送全仰賴電力,一旦斷電,整塊晶圓掉下產線,就變成報廢的破片,若晶圓不幸斷在高爐裡,機台甚至需要退出清洗,預防性檢修,重新調整生產參數到投產,往往得費時一天以上,是「不可承受之重」。
眼見著5月13、17日,一週兩次
的全台分區限電,讓電力不穩,成為眾所熱議的焦點。究竟,半導體廠如何維持電力穩定?祕密就藏在這個如同「黑盒子」的不斷電系統(Uninterruptible Power Supply,UPS),以及廠內儲電的基礎設施。
UPS大廠伊頓:大停電之後,庫存幾乎清空
工業用不斷電系統,往往在斷電事件頻傳時受到關注。以台積電、
聯電等半導體客戶為主的美商UPS大廠伊頓(Eaton)特別有感。走進伊頓位於汐止山裡的台灣總部,貨車在工廠旁的出貨碼頭忙碌穿梭,和山外因新冠肺炎肆虐而冷清淡然的台北街頭,截然不同。「我們不是要發災難財,」伊頓台灣總經理宮鴻華略顯尷尬表
示,5月中旬的兩度停電,讓UPS訂單暴增,庫存幾乎要被清空,「每次供電有狀況,企業才會『覺醒』。」
宮鴻華進一步解釋,UPS是當台
電供應到廠房不穩或中斷時,一組電力迴路可以快速將供電來源,從外部電網切換到電池,讓廠務工程師有充分的時間,啟動發電機或讓機台妥善存檔、走正常程序關機。盤點台灣科技大廠的不斷電設
備供應鏈,可分成三大類:UPS機
組、電池、電機工程(表),最重
要的UPS機組,外商長期占有絕對
優勢,如今也慢慢有如台達電的台廠,各擁山頭。
根據研究機構TechNavio預測,全球UPS的市場規模在2021∼ 2025年間,每年以4%的複合成長率擴大,如今將近48.3億美元。
綜觀近期,有三大趨勢:趨勢1〉需求多變,MIT成關鍵
半導體界爭相競奪、衡量製程的先進程度的指標,最常被提及的非「奈米」莫屬,意味著每小一個尺寸,晶片的效率愈好,但製造晶圓的機台耗電量也隨之加倍。伊頓行銷及技術支援協理江嘉倫舉例,在一個5奈米的晶片廠,至少需要200∼300台UPS,光是一
台極紫外光機,就需要併聯至少三
台最高規格的UPS,才夠救援這些
「吃電巨獸」。
更先進的製程,意味著斷電時,
UPS必須在短時間內輸出更大的功
率,同時,散熱、能效與穩定度,統統被以更嚴格的標準檢視。
過去,科技廠必須購自美國伊頓
母公司生產的UPS,如今台灣也能
製造,隨著台灣半導體帝國的發
展,UPS跟著身經百戰,加上中美貿易戰,台灣已成為全球伊頓高階產品重要的生產基地。
宮鴻華直言:「台灣的良率與產值,獨霸全球,生產管理很到位,絕對足以自豪!」
生產管理,亦包含面對不同產品的需求,台灣製造的UPS,總有能力快速地回應客戶,針對不同的用電情境,客製化適合的設備。當科技巨頭紛紛在台灣設立資料中心,擁有在地研發與生產完整
團隊的伊頓、能源解決方案本土大廠台達電,都能快速反應市場的新需求,格外吃香。台灣製造或許沒有美國的淵遠流長,有著品牌優勢、也沒有中國大陸的大量與價廉,卻憑著高品質、彈性化,在
UPS市場中脫穎而出。
趨勢2〉商模轉攻服務市場
不過,當UPS品質愈來愈精良,
汰換時間拉長,業者想持續獲利,得用創意為用戶產生加值服務。
無論是能分析電力品質的報告,
到監看UPS電池老化程度的系統,
即時提供汰換,甚至是天災、設備故障時的供應商的緊急調度,都是服務的一環。「觀念上,已從我賣一台機機器給你,轉為一個整體的電源品質解決方案,其中不斷電只是最基本的,」江嘉倫透露,現在廠商購買
UPS時,多半也都簽下維護合約。在伊頓自行開發的App上客戶透過手機就能即時看到工廠供電是否穩定。談起服務,宮鴻華笑說:「我們跑得比『送櫻花』還勤!」
2015年開始,台廠也意識到這
塊市場,台達電提供一套研發、生產到系統整合與售後服務一條龍的儲能系統解決方案,至今仍是唯一本土廠商。不斷電產業鏈透過服務,培養與客戶科技廠信賴關係,唯有如此,才能在競爭中,建立獨特的品牌識別。趨勢3〉電池材料更智慧環保
台達能源系統解決方案事業處資深處長艾祖華博士解釋,不斷電只是台達儲能方案的其中一環,近期能源政策的用電大戶條款鼓勵綠電,一套能將平時發出的綠電儲存起來,在用電高峰時「放電」的系統,成為企業的新寵。不斷電與儲能結合,在政策支持下為企業節費,甚至賺取獎勵金。過去被客戶笑稱「買來就等
著壞」的UPS,在業者的創意發揮
下,從被動資產,搖身一變成了生財工具。其中關鍵,是鋰電池被廣泛運用。更好的儲能效率、可控制性,更多的循環壽命,讓接上鋰電池的
UPS不再只是台電缺電時臨陣上場
的救援投手,不但能透過電源管理系統,預測電池的老化,也能適時調節用電,將電賣回電網。
台積電供應鏈的「系統電子」,是台灣出貨量最大的工業用鋰電池模組廠,系統電跟上台積電
2030年之前UPS鉛酸電池全面「換
血」鋰鐵電池的計畫,營收大進
補,今年Q1終於在睽違6年之後,
獲利由負轉正。「過去我們什麼產品都做,滑鼠、安控、消費品,在各個領域,卻都是一個不稱職的對手」,系統
電子總經理謝東富感嘆,拜UPS與
儲能之賜,鋰鐵電池終於熬出頭。
「現在,我們看的是台積電100
萬顆,光在台灣,半導體業就有
200萬顆電池規模,」謝東富說。
電力不穩,無疑是場危機,帶來不便與營業損失。因此,「備源」概念的不斷電解決方案,在台灣發電生態改變的此時,成為一項另類商機,長遠來看,也將輔助科技廠家穩定升級。