11月4日消息，根據(jù)半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)TechInsights的最新發(fā)布的報(bào)告稱，隨著極紫外 （EUV） 光刻技術(shù)的演進(jìn)，該技術(shù)日益增長的能源要求或?qū)⒊蔀橐淮箅y題。

目前EUV光刻技術(shù)是制造7nm及以下先進(jìn)制程所需的關(guān)鍵技術(shù)，荷蘭的 ASML 和比利時(shí)的 imec 一直是EUV光刻技術(shù)研發(fā)方面的領(lǐng)軍企業(yè)。ASML下一代High NA EUV不僅系統(tǒng)龐大且復(fù)雜（設(shè)備在晶圓廠中需要更多的空間，尤其是高度，因此往往用于新的晶圓廠），同時(shí)成本也非常高昂，達(dá)到了3.5億美元。

美國政府近日還宣布提供8.25億美元的聯(lián)邦資金，以支持在紐約州奧爾巴尼打造EUV技術(shù)研發(fā)中心。這也是美國政府在2013年Cymer被ASML收購之后，對于光刻技術(shù)研發(fā)的重新重視。

在此之前的2023年12月11日，美國紐約州還宣布與包括IBM、美光、應(yīng)用材料（Applied Materials）、東京電子（Tokyo Electron）等半導(dǎo)體大廠達(dá)成一項(xiàng)合作協(xié)議，預(yù)計(jì)將投資100億美元在紐約州奧爾巴尼納米技術(shù)綜合體興建下一代High-NA EUV半導(dǎo)體研發(fā)中心，以支持世界上最復(fù)雜、最強(qiáng)大的半導(dǎo)體的研發(fā)。

此外，英特爾今年已經(jīng)領(lǐng)先全球在其位于俄勒岡州的晶圓廠內(nèi)安裝了兩臺(tái)High NA EUV光刻機(jī)，以為其Intel 18A以下尖端制程做準(zhǔn)備。

“我們現(xiàn)在憑借'領(lǐng)先一步'戰(zhàn)略做好了充分準(zhǔn)備，可以對市場需求做出快速反應(yīng)，”英特爾首席執(zhí)行官 Pat Gelsigner 近日表示。“隨著我們現(xiàn)已完成向 EUV 的過渡以及 Intel 18A 的推出，我們在 Intel 14A 及更高版本的節(jié)點(diǎn)開發(fā)節(jié)奏更加正常。此外，我們的團(tuán)隊(duì)瘋狂地專注于提高晶圓廠的生產(chǎn)力，隨著時(shí)間的推移，這使我們能夠以更少的資源生產(chǎn)更多的產(chǎn)品。”

TechInsights指出，一臺(tái)High NA EUV設(shè)備的功率高達(dá)1400KW，這也是半導(dǎo)體工廠中最為耗電的設(shè)備。而隨著配備EUV光刻機(jī)的晶圓廠數(shù)量的不斷增長，對于電力的需求將會(huì)激增，這將對應(yīng)電力基礎(chǔ)設(shè)施提出非常大的挑戰(zhàn)。

TechInsights 目前正在跟蹤 31 家使用 EUV 光刻技術(shù)的晶圓廠，另外 28 家工廠將在 2030 年底之前安裝EUV光刻機(jī)。這將使正在運(yùn)行的 EUV 光刻機(jī)數(shù)量增加一倍以上，相當(dāng)于每年僅為 EUV 系統(tǒng)供電就需要超過 6,100 吉瓦（1吉瓦= 1000兆瓦= 1000000千瓦）。

預(yù)計(jì)到2030 年，僅 EUV 光刻機(jī)的年用電量估計(jì)就可能超過 54,000 吉瓦，這比新加坡或希臘等許多國家每年的耗電量還要多。這凸顯了對可持續(xù)能源解決方案的迫切需求，以支持半導(dǎo)體行業(yè)不斷增長的需求。

雖然目前的500 多家半導(dǎo)體制造公司當(dāng)中，只有少數(shù)公司擁有支持 EUV 光刻機(jī)和相關(guān)技術(shù)，但已經(jīng)對于特定的區(qū)域能源網(wǎng)帶來了影響。比如已經(jīng)使用EUV系統(tǒng)進(jìn)行大批量生產(chǎn)的臺(tái)積電位于中國臺(tái)灣的晶圓廠、韓國的三星和SK海力士晶圓廠、美光位于日本的晶圓廠、美國亞利桑那州的英特爾和臺(tái)積電晶圓廠、美國俄亥俄州的英特爾晶圓廠、美光位于紐約州及愛達(dá)荷州的晶圓廠以及三星位于得克薩斯州的晶圓廠。

雖然 EUV 設(shè)備是半導(dǎo)體晶圓廠最耗能的設(shè)備，但它們目前僅占晶圓廠內(nèi)總耗電量的 11% 左右。其他半導(dǎo)體設(shè)備、基礎(chǔ)設(shè)施和 HVAC（供暖/通風(fēng)/空調(diào)）系統(tǒng)也會(huì)對整體能源消耗產(chǎn)生重大影響。

TechInsights 高級可持續(xù)發(fā)展分析師 Lara Chamness 表示，為了確保可持續(xù)的未來，半導(dǎo)體制造行業(yè)需要投資節(jié)能技術(shù)，探索可再生能源，并與政策制定者合作，以應(yīng)對電力基礎(chǔ)設(shè)施的挑戰(zhàn)。