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EUV光刻机耗电惊人
发布日期:2024-05-26 07:25     点击次数:171

制造世界上最先进的半导体所需要的机器是现代工程学的奇迹。它们被称为极紫外光刻系统,或EUV光刻机,它们用人眼看不见的光波将硅片浸泡,将图案刻印在硅片表面的材料上,这些材料必须精确到几纳米。

为了产生这种特殊的光,EUV使用激光蒸发熔化的锡发出极端的紫外光波,然后使用镜子将辐射聚焦到芯片上。世界上只有ASML Holding NV一家公司生产的极紫外设备造价超过1.5亿美元,由10万个独立部件组成。EUV也是制造更小、更强大、更节能的半导体的主要驱动力。但它本身也是一个巨大的电源,每台机器消耗约100万瓦的额定功率,是前几代的10倍。由于没有可供选择的替代品来制造最先进的半导体,芯片行业是推动减少全球碳排放的一个潜在的重要绊脚石。03edc174ffe3c4f26137ecb33d3296fd.jpeg

在EUV光刻机采购方面,世界上没有一家公司能与全球最大的芯片代工厂台积电相媲美。该公司已经拥有80多辆EUV,目前正在为位于台湾南部台南的一家价值200亿美元的芯片厂安装新一代EUV。由于运行EUV需要大量的电力,台积电预计很快将消耗比斯里兰卡2100万人口还要多的能源。到2020年,该公司约占台湾整体能源消耗的6%。预计到2025年,这一比例将增至12.5%。除了台积电,大型内存芯片制造商美光(Micron)计划在台中生产基地至少使用一台EUV。彭博资讯(Bloomberg Intelligence)的分析师岑智明(Charles Shum)表示,三年内, ATMEGA系列ATMEL芯片COM台湾代工厂四分之一的芯片制造将需要EUV运行。

台湾桃园国立中央大学(National Central University)管理学教授梁志源(Liang Chih-yuan)表示, 电子元器件PDF资料大全除非芯片制造商开始建造自己的发电厂, EEPROM带电可擦可编程存储器芯片大全否则台湾将没有足够的电力容量来容纳其半导体产业。

Tracy Cheng,CMOS图像传感器集成电路芯片绿色和平组织气候与能源活动家。“台积电将占据台湾大部分能源供应, 芯片交易网IC交易网这将损害其他行业。332a12865dcfb3e59006509ea626a840.jpeg

韩国芯片制造商三星电子也面临着类似的挑战。该公司在中国运营6个半导体生产基地,到2021年占其电力消耗的3%。随着三星试图通过为外部客户生产芯片来更直接地与台积电竞争,它正在寻求扩大EUV的使用。该公司的机器数量比台积电少,不过它没有公开表示有多少。

韩国超过60%的电力仍然来自于烧煤和天然气。该国的目标是到2030年将碳排放量从2018年的水平减少40%。到2030年,芯片交易网IC交易网韩国可再生能源的比例将从2021年的7.5%提高到30%以上。840db57c4f85d4161fcb67dd9f31528f.jpeg

总部位于美国的主要芯片制造商英特尔(Intel)在可再生能源领域的表现优于亚洲同行,部分原因是该公司在亚利桑那州、新墨西哥州和俄勒冈州的工厂获得了绿色电力。到2021年,该公司80%的电力来自可再生能源,高于前一年的71%。但得益于先进的制造技术,其整体用电量也在大幅增加。

在全球范围内,声称要减少碳排放的国家也迫切希望建立国内半导体制造能力,以抵御供应链冲击。美国最近批准了一项520亿美元的计划,以大幅提升其芯片生产能力,而《欧洲芯片法》包括490亿美元的投资,以振兴欧盟内的产业。在欧美国家,环境影响已经不再是重要的考虑因素。“这些芯片账单是巨大的投资,但没有一个是明确致力于与气候相关的目标。“彭博NEF日本和韩国研究主管David Kang说。3537a4209cfa177be2a57667c2b61131.jpeg

ASML正在经历前所未有的需求。彭博情报高级分析师若木雅弘预测,到2023年,该公司的年销售额可能会增长30%以上,达到约260亿美元,尽管美国施加压力,要求停止向中国提供生产低水平芯片的设备。首席财务官Roger Dassen在4月份表示,ASML正在调查到2025年将EUV出货量从最初的70台增加到90台的可能性。

总体而言,虽然有机会找到更环保的芯片制造方法,但没有一家厂商愿意放慢脚步。Ragnarsson认为,半导体产业发展太快,有很多问题需要解决,但这需要时间和成本,如果什么都不做,问题只会越来越严重。eab88e8d6f2203677773675627242c3c.jpeg