芯片制造是一个高度繁芜和能源花费巨大的过程。从熔化硅开始，到利用大功率激光进行光刻，再到创造和掩护真空状态，以及持续清洁事情，每一个环节都须要大量的电力支持。据统计，半导系统编制造厂每小时的耗电量高达100兆瓦时，相称于8万多户北美家庭的用电量。这意味着，随着人工智能行业对芯片需求的不断增长，电力供应压力也将日益增大。
随着人工智能的快速发展以及运用，针对它的耗能问题也产生了诸多谈论。人工智能有多耗电？每天生9张照片花费的能量，就可以充满一部手机。
人工智能开拓商Hugging Face和卡内基梅隆大学研究职员组成的团队，利用一款名为Code Carbon的自研工具，对HuggingFace Hub上16个最受欢迎的开源模型进行了能量花费和碳排放数据的比较。数据显示天生式AI每天生1000次图像所花费的电量在0.06至2.9千瓦时（kWh）之间，中位数靠近1.35千瓦时。比较之下，为普通智好手机充电所需的能量仅为0.012千瓦时。这意味着，天生大约九张（中位数）人工智能图像所花费的能量，便相称于为一部充满电的手机供应能量。如果用户利用效率最低的图像天生模型，那么每天生一张图片所花费的能量便足以充满一次普通智好手机，最糟糕的情形下乃至能充满两次。
高耗电量背后意味着碳排放的升高。
随着模型规模的扩大和天生图像质量的提高，所需的能耗和碳排放量也将进一步增加。耗电量背后关系到的是碳排放问题，每张图像天生过程中产生的二氧化碳排放量在0.1至0.5克之间，非常值乃至可能达到2克二氧化碳。这意味着，天生1000张图片所产生的排放量相称于一辆普通汽车行驶6.5公里所产生的排放量。
人工智能在图像天生方面的能耗和碳排放问题不容忽略。
台积电花费全岛7%电力
让我们进一步看看芯片行业的耗电问题。
2020年，台积电EUV光刻机用电量就达100亿度，占台积电总用电量的50%以上。台积电不断扩充前辈制程，就要一贯增设光刻机，造成用电需求年年增长。
台积电2020年用电量为160亿度，约占台电售电量的5.9%；2021年用电量快速发展至191.9亿度，占台电售电量的7.2%，用电发展率高达20%，用电量超过了拥有270多万人口的台北市。据德勤估量到2025年，仅台积电一家公司就将占中国台湾整体能源花费的12.5%。
此外，晶圆制造须要超净的生产环境，全体超净间须要制冷和恒温将稳度掌握在22℃旁边，每天超净间的正常运作都将花费大量的电能；为了要热处理设备和离子设备来处理芯片生产过程中产生的高温，这部分涉及到的功耗也极其惊人。据德勤估计，到2028年，台积电霸占中国台湾的电量花费可能达到惊人的15%。
随着环球景象变革和能源转型的推进，电力供应的稳定性已经成为一个环球性的问题。面对如此巨大的耗电量，对付芯片行业来说最大的问题是，供电不稳将直接影响工厂产量。尤其是在发展中国家，电力供应不敷和不稳定的问题尤为突出。此前，英特尔曾搁置越南投资操持的缘故原由便是“对越南电力供应稳定程度感到担忧”。
在这样的背景下，如果人工智能行业连续以当前的能源花费速率发展，那么电力供应紧张的问题很可能会成为制约其发展的瓶颈。此外，电力供应紧张还可能对人工智能行业的可持续发展带来寻衅。随着人们对环保和可持续发展的日益关注，越来越多的企业和国家开始将绿色能源作为发展的重点。然而，如果人工智能行业的能源花费持续增长，那么其对付绿色能源的需求也将不断增加。这可能会使得绿色能源的供应变得更为紧张，从而影响全体行业的可持续发展。
没有电，就没有芯片
回到台积电的耗电量，仅台积电在中国台湾的工厂花费就如此之大，可想而知环球晶圆厂的耗电量的规模。晶圆厂的高耗电量缘故原由有许多，当然最直接的一点便是没有电就造不出芯片。
更详细地去看，芯片行业对用电的哀求是略微苛刻的。
在用电特性部分，台积电须要24小时连续制程，属全时段用电，年负载率高达80%~90%。个中，在前辈制程产能部分，大概率处于满载状态，生产工厂的日用电曲线分布，该当是整日都坚持用电尖峰。同时，随着制程的更新，以及产量扩大，台积电的用电量还会增加。
为了确保台积电供电稳定，台电在竹科、中科及南科都有配套供电方法，竹科是有通宵电厂、离岸光电来增援；中科是台中电厂加上离岸风电，南部没有离岸风电，南科因此台电兴达电厂为紧张电力来源。这个观点是台电电厂直接对台积电有关的科学园区，为了担保台积电的生产，有关部门供应了双保险，通过用双回路来戒备断电意外发生，确保台积电连续生产过程不受滋扰。纵然有意外发生，台积电自己也有备用的发电设备。
如此高的用电量，对付芯片企业来说，其背后的低碳需求日益增长。芯片行业为了更绿色也考试测验了各种探索。芯片行业可采纳的方法包括提升除当前芯片制造工艺外其他工艺流程的能源效率和速率：例如，LEED认证建筑，该行业十年来一贯利用该技能来提高可持续发展能力。美国LEED体系是一个国际性绿色建筑认证系统。
当然个中最为主要的依旧是绿色电力的运用。据德勤数据电可再生能源可使该行业晶圆厂的能源花费强度（瓦时/美元）从2020年的近240降至2022年的 219，估量2024年将降至206。此外，可再生能源利用比例估量将以高于能源花费强度降幅的速率上升：估量到2024年，可再生能源将占能源构成的28%，是2020年的两倍。
说到底，电力问题、能源问题都是环保议题。越来越多的企业将自己的环保“KPI”提上台面。英特尔于2022年4月宣告致力于实现温室气体净零排放。（温室气体）排放；到2030年，将供应链温室气体排放量与无投资及行动情形下的排放量比较减少30%；同时提高能源效率，降落我们产品和平台的碳足迹。台积电在CSR(永续)报告中表示，未来非生产性的用电，到2030年要100%的绿电，但是生产性的用电只能利用25%绿电。
环保，不仅仅是省电费
随着科技的不断进步和环球电子市场的持续扩大，半导体家当正以前所未有的速率发展。对付半导体企业来说，提高可持续性不仅是一种社会任务，更是一种商业回报。在未来的发展中，半导体企业须要不断加强在环保和可持续发展方面的投入和创新，以适应日益严厉的环境寻衅和市场需求。在当今这个日益关注环保和可持续发展的时期，半导体企业面临着前所未有的寻衅和机遇。随着环球对绿色能源和环保意识的日益增强，半导体企业在生产过程中对绿电的身分和比例受到了越来越多的关注。对付半导体公司而言，环保意识不仅仅是一种社会任务，更是一种商业回报。提高可持续性不仅有助于企业的长期发展，还能带来诸多实际利益。
为了实现这一目标，半导体企业可以采纳一系列方法。首先，加强技能研发和创新，推动绿色生产技能的研发和运用。通过研发更加环保、高效的生产技能，可以进一步降落能源花费和减少环境污染。其次，建立完善的绿色供应链管理体系，确保供应链中的每一个环节都符合环保和可持续发展的哀求。此外，加强员工培训和意识提升，培养一支具备环保意识和可持续发展理念的团队，也是至关主要的。
通过降落能源花费和减少废物排放，企业可以显著降落生产本钱。其次，随着社会对环保意识的提高，提高可持续性有助于半导体公司吸引和留住人才，同时也能赢得更多消费者的信赖和支持。此外，提高可持续性还有助于降落半导体供应链的薄弱性，确保供应链的稳定和安全。
在半导体家当的人才竞争中，环保同样霸占主要地位。半导体行业正面临与其他多个行业的技能型人才争夺，因此保持优秀的环保记录显得尤为主要。特殊是在吸引年轻员工方面，具备良好可持续发展记录的公司更具吸引力。根据德勤2023年对Z世代和千禧一代的调研结果显示，有六分之一的受访者已经因景象问题改换事情或行业，而另有四分之一的受访者操持在未来这样做。这一趋势表明，环保和可持续发展在半导体家当人才招聘中的主要性不容忽略。
