極紫外光（EUV）微影曝光是未來幾年現代半導體製程技術不可或缺的關鍵，然每台 EUV 設備消耗 1,400KW 電力，相當於一個小城市的電力消耗，使 EUV 曝光系統成為一個巨大的電力消耗者，對環境產生影響。TechInsights 研究報告指出，到 2030 年，所有配備 EUV 微影設備的晶圓廠，其總耗電量將超過每年 54,000 GW，這比許多國家，包括新加坡或希臘每年消耗的電力還要多。
Tom’s hardware 引用 TechInsights 的說法指出，目前標準數值孔徑 (NA) 的 EUV 曝光機需要高達 1,170 KW 的電力，而下一代 High-NA 曝光機預計每台需要 1,400 KW 的電力。而且，英特爾、美光、三星、SK 海力士和台積電等半導體企業所營運的晶圓廠中，安裝的這些機器數量每年都在增加。
TechInsights 報告認為，到 2030 年，配備 EUV 曝光機的晶圓廠數量將從目前的 31 座增加到 59 座，運行的設備數量呈現翻倍狀態。因此，所有已安裝的 EUV 曝光機將消耗每年 6,100 GW 的電力，這代表到時會有數百台相同設備運作。
每年 6,100GW 的電力消耗是甚麼概念？這就相當於盧森堡一個國家全年的電力消耗。而每顆先進晶片需要超過 4,000 個步驟，一個晶圓廠有數百台設備，EUV 曝光機就已經約占晶圓廠總用電量的 11%，一旦加上其他設備、冷暖空調、設施系統和冷卻設備占其他部分，用電量將非常可觀。所有配備標準 NA 和 High-NA EUV 曝光機的晶圓廠總耗電量，將達每年 54,000GW。
為了更理解這數字，每年 54,000GW 電力約 Meta 資料中心 2023 年消耗電力的五倍。它還超過了新加坡、希臘或羅馬尼亞每年的消耗量，是拉斯維加斯一個城市每年消耗電量 19 倍以上。雖然這是一筆可觀電力，但僅占 2021 年全球電力消耗量 25,343,000GW 的 0.21% 而已。
如果 59 個配備 EUV 曝光機的先進半導體生產設施，每年消耗 54,000GW 的電力，那麼每個設施每年將消耗 915GW 的電力，相當於最先進的資料中心的電力銷後數量。而隨著配備 EUV 曝光機的晶圓廠數量預計到 2030 年將幾乎翻倍情況下，電力消耗也將增加一倍以上，這使得電力基礎設施將面臨重大挑戰。即使在今天，像 AWS、Google、Meta 和微軟等都努力尋找電網能處理的地點，建造 GW 等級耗電量的資料中心。
(首圖來源：imec)
科技新報粉絲團
加入好友
訂閱免費電子報
