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EUV成吃電怪獸!彭博估2025年台積電耗能佔全台12.5%

  • 時間:2022-08-26 15:14
  • 新聞引據:中央社
  • 撰稿編輯:新聞編輯
EUV成吃電怪獸!彭博估2025年台積電耗能佔全台12.5%
美媒報導,專門用來生產高階晶片的EUV設備因耗電量是過去設備的10倍,以使用EUV最多的台積電為例,估到2025年能源耗能就佔全台12.5%。圖為台積電晶圓十六廠。 (台積電提供)

美國媒體《彭博社》報導,由於體積更小、能源效率更高的半導體所需電力愈來愈多,亞洲將很難捨棄化石燃料。舉例來說,估計到了2025年,台積電的耗能將占台灣整體的12.5%。

製造全球最先進半導體所需的機器稱為「極紫外光微影系統」(EUVs),是用人眼不可見的光波照射矽晶圓,把圖樣刻進晶圓表面的材料,精確度須在幾奈米之內。

為了產生這種特殊光波,極紫外光微影系統用雷射蒸發液態錫,然後用鏡子把光匯聚成更短的波長。全球只有荷蘭的艾司摩爾控股公司(ASML Holding NV)生產這種體積相當於巴士的設備,內含10萬個零組件,價值超過1.5億美元。

極紫外光微影系統也是一個明顯實例,說明了推動製造更小、更有效、能源效率更高的半導體如何導向更複雜、能源更密集的製程。

每台EUV耗電是前幾代設備10倍

每台機器耗電量約為1百萬瓦特,是前幾代設備的10倍之多。由於沒有其他替代方案可用來製造最先進的半導體,晶片業可能會是全球減少碳排放量的大型絆腳石之一。

台灣積體電路製造公司作為全球最大的外包晶片供應商,也是極紫外光微影系統的第一大買主,目前擁有80台以上,且正在規模達200億美元的台南晶圓廠安裝新一代機器。

彭博(Bloomberg)報導指出,由於極紫外光微影系統需要大量電力才能運作,預料台積電耗掉的電力很快就會超過2100萬人口的斯里蘭卡全國所需能源。2020年,台積電消耗的能源占台灣整體耗能6%左右,預期到了2025年將占12.5%。

台灣製造廠3年內有1/4需要EUV加入

除了台積電以外,大型記憶晶片製造商美光科技(Micron Technology Inc)也規劃在台中廠採用至少一台極紫外光微影系統。彭博行業研究(Bloomberg Intelligence)分析師查爾斯.岑(Charles Shum)估算,台灣各大工廠的所有晶片生產,3年內將有1/4需要極紫外光微影系統才能運作。

中央大學管理講座教授梁啟源說,除非晶片製造商開始打造自己的電廠,否則台灣將沒有足夠電力可供半導體產業使用。

他還表示,台灣的備轉容量很可能會在今年某個時間點降到政府視為「合理」的10%以下。備轉容量(運轉儲備)是指用來應付需求無預警暴增或供電中斷的預留發電量。

晶片製造業對台灣經濟至關重要,而電力競爭趨於激烈所產生的影響,很可能波及其他領域。綠色和平(Greenpeace)氣候與能源專案主任鄭楚忻說:「缺電肯定會發生。台積電將占據台灣大半能源供應,會損害其他產業。」

艾司摩爾公司正面對前所未見的高度需求。彭博行業研究的資深分析師若杉正博(Masahiro Wakasugi,音譯)預估,即使美國施壓,想阻止中國取得沒那麼高端的晶片製造設備,艾司摩爾2023年度銷售額仍可能成長超過30%,達260億美元左右。

半導體用電耗掉大半恐排擠其他產業能源供應

艾司摩爾財務長達森(Roger Dassen)4月曾說,公司正研究於2025年增加出貨極紫外光微影系統,從原本目標70台擴大到90台的可能性。

雖然不是不可能找到更永續的方式來製造晶片,但業界對於放慢擴張速度沒什麼興趣。

比利時微電子研究中心(Interuniversity Microelectronics Centre)永續計畫主任拉納爾松(Lars-Ake Ragnarsson)說:「整體上,進度和時間都不夠了。我們有那麼多事要處理,這些都需要時間和金錢。這項產業成長非常迅速,如果我們坐視不管,問題就會惡化。」

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