一台光刻机,为啥一天耗3万度电?
在2019年的时候,台积电爆出一个惊人消息,这一年它所消耗的电量达到了143.3亿度,说光刻机是全世界最耗电的机器一点都不夸张,一台输出功率为250w的光刻机,它只需要工作一天,耗电量就达到了3万度,这真是让人难以置信,为什么光刻机会这么耗电?
想要生产出7nm的芯片,就必须得使用EUV光刻机,在去年的时候,又制造出了更加先进的芯片5nm,并且现在它也得到了量产,这也导致台积电的用电量越来越大,去年比前年的用电量上升了18%,如果继续生产5nm,那么它的用电量只会越来越多,但如果不生产的话又不是一回事儿。
要知道台积电的生产线,远远不止这两个,而只要生产芯片的话,对许多方面都有着严格的要求,这一些要求就会损耗大量的电力,平均一年下来,台积电损耗的电力就达到了143.3亿度电,如果拿来和我国的深圳来比较的话,深圳这里的常住人口达到了1400多万,但是它们一年的用电量也只有146.64亿度,台积电很快就要赶上它了,三峡水电站作为全世界最大的水电站,它的发电量也只能满足七个台积电企业的用电量。
EUV光刻机到底有多耗电?
ASML新一代EUV光刻机它们的技术确实更加先进了,但是所消耗的电能也更多了,每一台设备的额定功耗是100万瓦,这也就意味着只需要工作一天,那么一台机器的耗电量就达到了3万度,和之前的设备来比,耗电量是它的10倍,现在的台积电对光刻机的需求越来越大,并且还像荷兰ASML公司,再次购买了80台光刻机,如果这一些光刻机一起工作的话,一天的耗电量就会达到两百多万度。
也正是因为它的耗电量太强了,所以许多外国人都认为这一种机器缺点很多,尤其是一些绿色环保组织,但对台积电来说,它对EUV光刻机的依赖性很强,如果说要制造七纳米以上的工艺产能时,那就必须得使用到这一种机器。
台积电,如果想要中途更换其他设备的话,损失肯定会更多,正所谓船大难掉头,在未来它对光刻机的依赖,只会越来越强,如果继续这样下去的话,根据台积电的耗电量来看,预计到2025年的时候,台湾省有将近13%的能源会被它给消耗掉。台湾省本来面积就没多大,并且它对化石燃料的需求也很多,一家企业就要用掉这么多的电量,其他企业肯定会出现用电不足的现象。
为何光刻机一天要耗电3万吨?
EUV光刻机用中文翻译过来的话,那就是极外紫线光刻机,对于光刻机来说,它里边最重要的部分,那就是极紫外线光源,但是想要它出现并不是一件容易的事情,必须得使用功耗极大的激光器。
现在来看的话,光刻机对它的利用率还不是很大,如果想要产生晶圆,那就必须得利用极紫外线,然后经过数十次的反射镜修正方向,这个过程难度系数非常的大,并且对能源的损耗也很大,每一次的反射,都会导致30%的能源被消耗掉,最终能够起到作用的非常少,但这个过程要必不可少。
除了极紫外光线它的损耗,还有许多的设备也要用到能耗,比如说冷却系统,因为光刻机在工作的时候,产生的热量非常的巨大,如果不及时给机器降温散热的话,它就会出现故障。
除了这一些方面,还有许多方面需要消耗的用电非常的多,比如说维持电压稳定的设备,并且还需要对生产车间进行清洁,里边的空气都需要过滤掉,因为制造芯片是一个精细化的过程,里边的步骤非常的多,对环境的要求也很高,在生产的时候,不能让晶圆里边有任何的灰尘,不然它的性能就会受到影响,你认为台湾未来能够满足它的用电需求吗?
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