极紫外光微影(EUV)设备对于未来几年现代制程技术和半导体制造至为重要,但一台EUV设备耗电1,400瓩,足以为一座小城市供电,已成为影响环境的重要电力消耗者。TechInsights认为,到了2030年,所有配备EUV设备的晶圆厂每年耗电量将超过54,000 GW(百万瓩),超过新加坡或希腊等许多国家一年的用电量。
根据TechInsights,目前低数值孔径的EUV扫描仪耗电量达1,170瓩,而下一代高数值孔径机器预计每台需耗电达1,400瓩。英特尔、美光、三星、SK海力士,以及台积电等公司的晶圆厂安装这些机器的数量每年都在增加中。
TechInsights认为,到了2030年配备EUV扫描器的晶圆厂数量将从目前的31座增至59座,运作的EUV数量将增加一倍左右。因此,所有已安装的EUV系统每年将消耗6,100 GW的电力,意味著届时将有数百台机器投入营运。
每年6,100 GW约莫是卢森堡的用电量,不算太多。然而,每颗先进晶片的生产都需要超过4,000个步骤,而且一座晶圆厂内有数百台工具。EUV设备约占晶圆厂总用电量的11%,其余为其他工具、暖通空调(HVAC)、设施系统和冷却设备的用电。
因此,所有配备低数值孔径和高数值孔径EUV设备晶圆厂的用电量预计将增至每年54,000 GW,大约是Meta资料中心2023年耗电量的3.6倍,也超过新加坡、希腊或罗马尼亚全年的用电量。
依此推算,如果59座采用EUV工具的先进半导体生产设施每年消耗54,000 GW的电力,那么每座设施每年的用电量将为915 GW,相当于最先进资料中心的耗电量。预计到2030年,配备EUV的晶圆厂数量将增近一倍,用电量也将增加一倍以上,电力基础设施将面临重大挑战。
如今,英特尔等晶片制造商倾向于只使用永续的绿能,但绿能目前的供电量很有限。随著人工智慧(AI)资料中心的电力需求不断增加,亚马逊云端部门AWS、微软和甲骨文计划使用核电厂为其资料中心供电。也许晶片制造商几年后也须考虑使用核能。然而,电网是否做好准备能在短短六年内为AI资料中心、先进晶圆厂、家庭和其他产业供电还有待观察。
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