绝缘体

1天用电3万度电3年后台积电吃掉中国台

发布时间:2023/3/18 14:52:43   

自从华为芯片被制裁后,光刻机这原本非常冷门的名词突然爆火,无数中国人翘首以盼EUV光刻机能够进入中国大陆,更多的人期盼国产EUV光刻机能够攻克。

然而对于我们来说求之不得的EUV光刻机,外媒却表示有点嫌弃,因为EUV光刻机太耗电了,一点都不环保!

EUV光刻机到底有多耗电?

根据外媒报道,ASML新一代EUV光刻机每台设备额定功耗是万瓦,工作一天的耗电量达到三万度,约是前代设备的10倍。目前台积电已经向荷兰ASML公司购买了超过80台EUV光刻机,这意味着台积电EUV光刻机一天的耗电量就高达两百多万度。

如此惊人的耗电,难怪外媒要嫌弃EUV光刻机,一些绿色环保组织更是对此忧心忡忡。但是嫌弃归嫌弃,台积电却无法真的抛弃EUV光刻机。要知道,台积电使用的FinFET晶体管技术在导入7纳米以上的工艺产能时,必须用到EUV光刻机。

FinFET技术目前已经非常成熟,产业生态也很完善,台积电不可能中途更换到其他赛道。因此,台积电未来只会越来越依赖EUV光刻机。

相反,FD-SOI(全耗尽型绝缘体上硅)技术有着能耗低、成本低、不依赖EUV光刻机的优势。并且,FD-SOI由于诞生时间较晚,没有培养出完善的产业生态,市场份额低,因此相比FinFET技术更容易进入国内产业链,目前已经被国内产业链专家视为未来突破封锁的希望。

所谓船大难掉头,率先发展起来的晶圆巨头台积电既有先发优势,也有先发劣势,所以不要指望台积电能够摆脱EUV光刻机的束缚。根据目前台积电的耗电水平,预计到年,台积电将每年吃掉中国台湾省整体能源消耗的12.5%。

在一个严重依赖化石燃料的小岛上,仅一家企业就消耗这么多电量,更别说岛上还有其他不少芯片厂商也在用EUV光刻机。如此数量众多的高耗能芯片厂,必然会挤压民用电力,这使得中国台湾发展可再生能源已经是迫在眉睫。

那么为什么EUV光刻机这么耗电呢?

EUV光刻机的全称是极外紫线光刻机,极紫外线光源可以说是EUV光刻机最重要的部分,而要产生极紫外线就必须使用功耗极大的激光器。

目前EUV光刻机对极紫外线的利用率还比较低,极紫外线在前进到晶圆的过程中,需要经过数十次反射镜修正方向,每经过一次反射,大概有30%的能量损耗。最终,真正参与到工作的极紫外线只有2%。

除了极紫外光线本身的损耗以外,冷却系统所占用的能耗也不少。由于极紫外光线产生大量能量损耗,EUV光刻机工作时会产生大量热量,因此必须给机器降温散热才能确保机器不会损坏。

当然还有其他方面也需要消耗大量用电,比如维持电压的稳定的设备,又比如维持生产车间的洁净度需要对空气进行多重过滤等。芯片制造是一个非常精细化的过程,不仅工序繁多,对生产环境的要求也很高,一点灰尘落入晶圆,都会大大降低晶圆的良品率。

台积电的用电困境也给中国大陆晶圆厂带来了启示,虽然大陆暂时没有EUV光刻机,但是我们也并没有放弃EUV光刻机的引入和研发。未来,我们迟早也会用EUV光刻机来制造先进制程芯片。但在此之前,我们必须要保证万无一失,所以一方面我们在攻克EUV光刻机时优化好设备的能源损耗;另一方面我们要加快推进光伏、水电、风电、核能等清洁能源的发展,确保能源供应充足。

我坚信,国产半导体产业的发展是无限光明的,那么对于EUV光刻机一天用电3万度的情况,你是怎么看待的呢?欢迎在评论区分享出你的见解和看法。



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