耗電太驚人!1臺(tái)EUV:1年耗電超1000萬(wàn)度!2025年臺(tái)積電:將消耗全臺(tái)12%電力!
為了產(chǎn)生這種特殊的光,EUV用激光蒸發(fā)熔融錫發(fā)出極紫外光波,然后使用鏡子將輻射聚焦到芯片上。世界上只有一家公司—— ASML Holding NV能制造出EUV設(shè)備,其成本超過(guò)1.5億美元,由10萬(wàn)個(gè)獨(dú)立的組件組成。
EUV也是制造更小、更強(qiáng)大、更節(jié)能的半導(dǎo)體的主要推動(dòng)。但是其本身又是一個(gè)巨大能耗源,每臺(tái)機(jī)器的額定電力消耗約100萬(wàn)瓦,是前幾代設(shè)備的10倍。由于沒(méi)有替代品可以制造最先進(jìn)的半導(dǎo)體,芯片行業(yè)成了推動(dòng)減少全球碳排放的潛在重要絆腳石。從EUV光刻機(jī)購(gòu)買量來(lái)看,世界上沒(méi)有一家公司能比得過(guò)臺(tái)積電這個(gè)全球最大的芯片代工廠。它目前已擁有80多臺(tái)EUV,并且正在安裝新一代機(jī)器,作為位于中國(guó)臺(tái)灣南部城市臺(tái)南一家價(jià)值200億美元的芯片代工廠的一部分。由于運(yùn)行EUV需要大量的電力,預(yù)計(jì)臺(tái)積電將很快消耗比斯里蘭卡整個(gè)2100萬(wàn)人口更多的能源。2020年,該公司約占臺(tái)灣地區(qū)整體能源消耗的6%。預(yù)計(jì)到2025年將提高到12.5%。
除臺(tái)積電外, 美光科技這家大型存儲(chǔ)芯片生產(chǎn)商計(jì)劃在臺(tái)中生產(chǎn)基地使用至少一臺(tái)EUV,彭博情報(bào)局分析師Charles Shum表示,在三年內(nèi),臺(tái)灣地區(qū)代工廠四分之一的芯片制造將需要EUV才能運(yùn)行。臺(tái)灣地區(qū)桃園市國(guó)立中央大學(xué)管理學(xué)講座教授梁志遠(yuǎn)表示,除非芯片制造商開(kāi)始建設(shè)自己的發(fā)電廠,否則臺(tái)灣地區(qū)將沒(méi)有足夠的電力容量來(lái)容納其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
綠色和平組織的氣候和能源活動(dòng)家Tracy Cheng說(shuō)?!芭_(tái)積電將占據(jù)臺(tái)灣地區(qū)的大部分能源供應(yīng),這將損害其他行業(yè)。
韓國(guó)芯片制造巨頭 三星電子,也面臨著類似的挑戰(zhàn)。該公司在該國(guó)經(jīng)營(yíng)著六個(gè)半導(dǎo)體生產(chǎn)基地,到2021年占其電力消耗的3%。由于三星試圖通過(guò)為外部客戶制造芯片來(lái)更直接地與臺(tái)積電競(jìng)爭(zhēng),因此三星正在尋求擴(kuò)大其對(duì)EUV的使用。該公司擁有的機(jī)器比臺(tái)積電少,盡管它沒(méi)有公開(kāi)說(shuō)明它有多少臺(tái)。
韓國(guó)60%以上的電力仍然來(lái)自燃燒煤炭和天然氣。該國(guó)的目標(biāo)是到2030年將碳排放量從2018年的水平減少40%。這樣的努力需要到2030年將韓國(guó)可再生能源的份額從2021年的7.5%提高到30%以上。
英特爾公司這家總部位于美國(guó)的主要芯片制造商在可再生能源方面的表現(xiàn)優(yōu)于亞洲同行,部分原因是它可以在亞利桑那州,新墨西哥州和俄勒岡州的工廠獲得綠色能源。該公司在2021年獲得80%的電力來(lái)自可再生能源,高于前一年的71%。但由于先進(jìn)的制造技術(shù),其整體用電量也在顯著增加。
在全球范圍內(nèi),聲稱希望降低碳排放的國(guó)家也渴望建立國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造能力,以抵御供應(yīng)鏈沖擊。美國(guó)最近通過(guò)520億美元的計(jì)劃來(lái)大力提升其芯片生產(chǎn)能力,此外歐洲的芯片法案也包括490億美元的投資,以重振歐盟內(nèi)的行業(yè)。現(xiàn)在看來(lái)歐洲和美國(guó),環(huán)境影響已經(jīng)不是一個(gè)重要的考慮因素了?!斑@些芯片法案投資巨大,但是都沒(méi)有明確用于與氣候相關(guān)的目標(biāo)?!?彭博NEF日本和韓國(guó)研究主管David Kang說(shuō)。
ASML正在經(jīng)歷前所未有的需求。彭博情報(bào)高級(jí)分析師若杉正弘(Masahiro Wakasugi)預(yù)測(cè),到2023年,該公司的年銷售額可能會(huì)增長(zhǎng)30%以上,達(dá)到約260億美元,盡管來(lái)自美國(guó)的壓力,要求停止向中國(guó)提供制造不太先進(jìn)的芯片的設(shè)備。首席財(cái)務(wù)官羅杰·達(dá)森(Roger Dassen)在4月份表示,ASML正在調(diào)研到2025年將其EUV的出貨量從最初的70臺(tái)目標(biāo)增加到90臺(tái)的可能性。
整體來(lái)說(shuō),雖然有機(jī)會(huì)找到更環(huán)保的方式制造芯片,但沒(méi)有任何廠商愿意放慢腳步。Ragnarsson認(rèn)為,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)于迅速,也有很多問(wèn)題需解決,但這需要時(shí)間和成本,如果什么都不做,問(wèn)題只會(huì)更糟。
*博客內(nèi)容為網(wǎng)友個(gè)人發(fā)布,僅代表博主個(gè)人觀點(diǎn),如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系工作人員刪除。