扛不住了?台积电欲关停EUV光刻机,大麻烦还在后头

云卷云舒说文史阿 2022-11-05 13:55:19

台积电掌握全球最多的芯片产能,并且为客户提供最先进的芯片代工服务,使用EUV光刻机造出大量芯片,但是EUV光刻机对电力能源的消耗也是巨大的。

有消息传,由于先进制程产能利用率下滑,所以台积电欲在今年底关停部分EUV光刻机。恐怕不只是如此,大麻烦还在后头。

关停EUV光刻机,难道是扛不住了?EUV光刻机能耗巨大,台积电如何应对?

台积电EUV光刻机用电量

EUV光刻机是生产高端芯片的必要设备,全球只有ASML能量产,每一台EUV光刻机都是人类顶尖科技的结晶。

EUV光刻机可以将上百亿根晶体管曝光在指甲盖大小的芯片上,其难度之大,制程至先进,让人类花了几十年才能够突破。ASML能造出EUV光刻机还是得益于全球化产业链的支持,单凭一个国家想要独立造出EUV光刻机,没那么容易。

如此先进的EUV光刻机同样是个吃电大户,那么EUV光刻机有多耗电呢?

EUV光刻机的功率可以达到250W,但是由于EUV光刻机极紫外光源反射到晶圆表面,需要经过十几道反射镜,过程中会消耗大量的光源能量。想要把有限的能量作用在晶圆表面,必须保障极高的电力输出。

也就是说,250W的功率背后其实需要0.125万千瓦的电力作为支撑。如果EUV光刻机满载一天,会消耗3万千瓦时电力,一年就是1000万千瓦时。要知道台积电手握80台EUV光刻机,这么来看的话,台积电一年EUV光刻机消耗的电力就高达8亿千瓦时。

随着一座座工厂拔地而起,导入的EUV光刻机会越来越多。别说以后了,现在台积电在手的EUV光刻机就达到了80台,而三星公司只有50台左右。但新的问题也出现了,目前智能手机需求下滑,相关的高端芯片出货量同比大幅下跌。

为应对先进制程产能利用率下滑的现象,有爆料消息称台积电打算从年底开始关闭部分EUV光刻机,降低能耗。

台积电关闭EUV光刻机设备,难道是扛不住了?其实想想就能明白,台积电面临巨大的能源消耗压力,台湾省的电力系统本就脆弱,一年内能发生好几次停电事故。台积电虽然嘴上说着没什么影响,实则台积电正在想办法建立更稳健的电力系统,保障芯片生产。

恐怕台积电的大麻烦还在后头,未来还会建设更多的芯片工厂,对电力系统提出了更高的要求。

2017年到2019年期间,台积电每年的建厂速度是2座,到了2020年至2022年期间,每年建厂的速度变成了6座。高端芯片产能方面,台积电5nm产能是过去两年的4倍以上,各类先进制程也在以70%的复合成长率增长。

预计未来几年内,台积电持有的产能会达到翻倍的效果,3nm,2nm工厂都已经在规划当中。

这么多的工厂难免需要采购更多的EUV光刻机,而且台湾省其它的芯片制造商也打算导入EUV光刻机来生产芯片。各地都需要用电,在有限电力的供应下,用电问题恐怕会成为台积电提升产能,发展高端芯片制程的绊脚石。

EUV光刻机能耗巨大,台积电如何应对?

EUV光刻机设备虽好,对能源的消耗却是巨大的。半导体作为台湾省的支柱产业,不太可能放慢发展速度,未来只会加速工厂建设,规划更多的产能。

而台积电作为全球最大的芯片制造商,更是承担全球一半以上的芯片产能。面对EUV光刻机的能耗问题,台积电如何应对呢?

整体来看,台积电有两大解决方案。

首先是大力推进可再生能源的建设,包括修建风力发电场,海上发电场等等。

通过可再生的能源驱动电力,不仅环保而且能够满足生产芯片的需求,可谓是一举两得。不过想要实施起来并不容易,这对于地理环境,地域面积有一定的要求。台积电能否在台湾省建起满足EUV光刻机用电量的风电场,仍是未知的。

其次台积电打算和半导体设备供应商合作,开发节能的设备产品。

既然用电量都集中在设备上,那么从设备入手,开发出节能的产品不失为一种解决方案。以EUV光刻机为例,如果能提高曝光效率和光源利用率,降低能量损耗,或许可以带来不一样的节能效果。

总结

芯片制造是科技产业的基石,承载许多科技成果的落地,台积电会探索出更先进的芯片工艺。不过在能耗方面,台积电该有所行动了。EUV光刻机如此耗电,台积电又持有大量的光刻机,只有解决能源问题,台积电才能有长久的将来。

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