11月4日訊息，根據半導體研究機構TechInsights的最新發布的報告稱，隨著極紫外 （EUV） 光刻技術的演進，該技術日益增長的能源要求或將成為一大難題。
目前EUV光刻技術是製造7nm及以下先進製程所需的關鍵技術，荷蘭的 ASML 和比利時的 imec 一直是EUV光刻技術研發方面的領軍企業。ASML下一代High NA EUV不僅系統龐大且複雜（裝置在晶圓廠中需要更多的空間，尤其是高度，因此往往用於新的晶圓廠），同時成本也非常高昂，達到了3.5億美元。
美國政府近日還宣佈提供8.25億美元的聯邦資金，以支援在紐約州奧爾巴尼打造EUV技術研發中心。這也是美國政府在2013年Cymer被ASML收購之後，對於光刻技術研發的重新重視。
在此之前的2023年12月11日，美國紐約州還宣佈與包括IBM、美光、應用材料（Applied Materials）、東京電子（Tokyo Electron）等半導體大廠達成一項合作協議，預計將投資100億美元在紐約州奧爾巴尼奈米技術綜合體興建下一代High-NA EUV半導體研發中心，以支援世界上最複雜、最強大的半導體的研發。
此外，英特爾今年已經領先全球在其位於俄勒岡州的晶圓廠內安裝了兩臺High NA EUV光刻機，以為其Intel 18A以下尖端製程做準備。
“我們現在憑藉領先一步戰略做好了充分準備，可以對市場需求做出快速反應，”英特爾執行長 Pat Gelsigner 近日表示。“隨著我們現已完成向 EUV 的過渡以及 Intel 18A 的推出，我們在 Intel 14A 及更高版本的節點開發節奏更加正常。此外，我們的團隊瘋狂地專注於提高晶圓廠的生產力，隨著時間的推移，這使我們能夠以更少的資源生產更多的產品。”
TechInsights指出，一臺High NA EUV裝置的功率高達1400KW，這也是半導體工廠中最為耗電的裝置。而隨著配備EUV光刻機的晶圓廠數量的不斷增長，對於電力的需求將會激增，這將對應電力基礎設施提出非常大的挑戰。
TechInsights 目前正在跟蹤 31 家使用 EUV 光刻技術的晶圓廠，另外 28 家工廠將在 2030 年底之前安裝EUV光刻機。這將使正在執行的 EUV 光刻機數量增加一倍以上，相當於每年僅為 EUV 系統供電就需要超過 6,100 吉瓦（1吉瓦= 1000兆瓦= 1000000千瓦）。
預計到2030 年，僅 EUV 光刻機的年用電量估計就可能超過 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。這凸顯了對可持續能源解決方案的迫切需求，以支援半導體行業不斷增長的需求。
雖然目前的500 多家半導體制造公司當中，只有少數公司擁有支援 EUV 光刻機和相關技術，但已經對於特定的區域能源網帶來了影響。比如已經使用EUV系統進行大批次生產的臺積電位於中國臺灣的晶圓廠、韓國的三星和SK海力士晶圓廠、美光位於日本的晶圓廠、美國亞利桑那州的英特爾和臺積電晶圓廠、美國俄亥俄州的英特爾晶圓廠、美光位於紐約州及愛達荷州的晶圓廠以及三星位於得克薩斯州的晶圓廠。
雖然 EUV 裝置是半導體晶圓廠最耗能的裝置，但它們目前僅佔晶圓廠內總耗電量的 11% 左右。其他半導體裝置、基礎設施和 HVAC（供暖/通風/空調）系統也會對整體能源消耗產生重大影響。
TechInsights 高階可持續發展分析師 Lara Chamness 表示，為了確保可持續的未來，半導體制造行業需要投資節能技術，探索可再生能源，並與政策制定者合作，以應對電力基礎設施的挑戰。
編輯：芯智訊-浪客劍
