1臺EUV光刻機1年耗電超1000萬度！2025年臺積電將消耗全臺12%電力

8月25日消息，據彭博社報導，為制造制程更先進、耗電更少的芯片，往往制造需要大量的電力。

光刻機巨頭ASML最先進極紫外（EUV）光刻機，每臺預估耗電1MW（megawatt，百萬瓦），約為前幾代設備的10 倍，加上制造先進制程芯片還沒有其他替代設備，因此半導體產業蓬勃發展，恐嚴重影響全球減碳進度。

而EUV光刻機之所以耗電，主要是由于“EUV 的能源轉換效率（wall plug efficiency）只有 0.02% 左右。

而造成轉換率低的一大原因是，極紫外光本身的損耗過大。

極紫外光物理特性與一般常見的紫外光差異極大。這種光非常容易被吸收，連空氣都不透光，所以整個生產環境必須抽成真空；同時，也無法以玻璃透鏡折射，必須以硅與鉬制成的特殊鍍膜反射鏡，來修正光的前進方向，而且每一次反射仍會損失 3 成能量，但一臺 EUV 機臺得經過十幾面反射鏡，將光從光源一路導到晶圓，最后大概只能剩下不到 2% 的光線。”這也是 EUV 機臺如此耗電的主因之一。

如果按照前面的EUV能源轉換效率只有0.02% 來計算，目前先進的能輸出 250 瓦功率的 EUV的機臺，需要輸入0.125萬千瓦的電力才能達到，這個耗電量是傳統氬氟雷射的 10 倍以上。換句話來說，就是一臺輸出功率250W的EUV光刻機工作一天，將會消耗3萬千瓦時，也就是說，一年的耗電量就超過1000萬千瓦時。        

報道稱，臺積電目前擁有80 臺EUV 設備，且正在安裝新一代的EUV設備。照此估算，臺積電一年，僅這80臺EUV光刻機的耗電量將高達8億千瓦時。而這也僅僅只是臺積電晶圓制造的上百個環節當中最為耗電的一個部分。

根據數據統計，臺積電2020年的耗電量達到了160億千瓦時，占據整個臺灣5.9%的用電總量。2021年臺積電實際用電量已接近170億度。另外，由于近兩年的缺芯推動了臺灣島內晶圓廠的建設開始加碼。資料顯示，今明兩年，臺積電將在臺灣島內興建11座晶圓廠，其中大部分為生產3nm及2nm先進制程的晶圓廠。由于這些尖端制程晶圓廠必須用到EUV光刻機，因為耗電量將會進一步大幅增長。

彭博社稱，照這樣運作，預計2025 年，臺積電的耗電量將將占全臺灣整體能源消耗的12.5%，較2020年的近6%還要高出1倍。除了臺積電，美光臺中廠也使用至少一種EUV 設備。

彭博分析師Charles Shum 預估，3 年內臺灣的晶圓代工廠四分之一芯片制造都需要用到EUV 設備。

臺灣中央大學管理講座教授梁啟源也認為，除非晶圓廠開始自己蓋發電廠，否則臺灣沒有足夠電力滿足產業需求。

綠色和平組織的氣候和能源活動家Tracy Cheng 指出，半導體廠對臺灣經濟至關重要，其他地區恐會更強烈感受到電力短缺影響，且缺電肯定會發生，“臺積電占用全臺灣大部分能源供應，損害其他產業?！?/span>

臺積電生產對環境的影響程度，主要取決于發電來源。研究業者Imec 永續發展專案主管Lars-Ake Ragnarsson 指出，臺灣有許多需要運行如此高耗能設備的晶圓廠，使可再生能源更重要緊迫，但臺灣卻嚴重依賴化石燃料。

臺灣政府2016 年制定目標，到了2025 年，20%電力來自可再生能源。然而7 月最新能源審查顯示，截至2021 年底，只有6% 電力是可再生能源，促使當局下調2025 年目標至15%。

整體來說，雖然有機會找到更環保的方式制造芯片，但沒有任何廠商愿意放慢腳步。Ragnarsson 認為，半導體產業發展過于迅速，也有很多問題需解決，但這需要時間和成本，如果什么都不做，問題只會更糟。