EUV光刻机太耗电！台积电单位产品用电量较去年上升17.9%！

7月29日消息，据台湾媒体报道，台积电单位产品用电量去年上升了17.9%，而该公司原本拟定的目标为降低11.5%。这也意味着台积电未能达到计划的提升能源使用效率的目标。

台媒称，以执行力著称的台积电管理团队，如此大幅落后设定目标，是极罕见的事。

台积电对此解释称，随着新制程技术与制程复杂度增加，新制程机台用电量上升，导致10nm以下制程产品用电量较16nm以上的制程倍增。

而在芯智讯看来，导致台积电今年单位产品用电量相比去年大幅提升的关键是：7nm制程需求大幅增长及5nm制程的量产对于EUV光刻机数量需求的激增。

早在两年多前，芯智讯就曾写过一篇题为《未来数年，“缺电”将成台湾半导体产业最大威胁！》的文章，在该文章当中，芯智讯就曾指出随着半导体制程的进一步推进，未来台积电将会依赖于耗电量巨大的EUV光刻机来进行生产，而台湾地区的去核能化，导致的台湾地区的“用电缺口”持续存在，将成为台湾半导体产业发展的最大威胁。

另外在该文章当中，我们也有分析了EUV光刻机的耗电量：

“极紫外光物理特性与一般常见的紫外光差异极大。这种光非常容易被吸收，连空气都不透光，所以整个生产环境必须抽成真空；同时，也无法以玻璃透镜折射，必须以硅与钼制成的特殊镀膜反射镜，来修正光的前进方向，而且每一次反射仍会损失 3 成能量，但一台 EUV 机台得经过十几面反射镜，将光从光源一路导到晶圆，最后大概只能剩下不到 2% 的光线。”这也是 EUV 机台如此耗电的主因之一。

如果按照前面的EUV能源转换效率只有0.02% 来计算，目前先进的能输出 250 瓦功率的 EUV的机台，需要输入0.125万千瓦的电力才能达到，这个耗电量是传统氩氟雷射的 10 倍以上。换句话来说，就是一台输出功率250W的EUV机器工作一天，将会消耗3万度电，这个数字确实吓人。

根据芯智讯了解，要想达到 250 瓦功率的 EUV输出，需要将多台13kW CO2激光器串联接通达到所需的功率要求，最终从等离子体源产生所需的EUV光输出。高科技产生极紫外光的过程非常低效，过去被人们比拟为“用核反应堆提供动力”，但也成为了满足半导体工业批量生产要求扩展EUV输出功率的唯一可行方式。

另外需要指出的是，如此大的耗电量也不可避免的带来了很大的发热量，因此需要部署相应的冷却系统，而这也将非常的耗电。

另外，根据预计，一个7nm的产线可能只需要1台ASML EUV光刻机NXE 3400B即可，但是到了3nm制程产线，除非ASML推出更先进的EUV光刻机，否则一条3nm制程产线需要4台NXE 3400B，耗电量将更是惊人。有报道称，一个3nm制程Fab的用电量将相当于整个台东（花莲、宜兰、屏东）的用电量，这确实是太恐怖！

对于未来可能面临的用电问题，据台湾媒体报道，台电已准备在南科7号变压器后方扩建变电所，预计8月底决标，2025年底前供电。

有分析师还预测，未来台积电全年用电量超过全台湾的10%是很有可能的。

编辑：芯智讯-浪客剑

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