11月4日消息，根据半导体研究机构TechInsights的最新发布的报告称，随着极紫外 （EUV） 光刻技术的演进，该技术日益增长的能源要求或将成为一大难题。
目前EUV光刻技术是制造7nm及以下先进制程所需的关键技术，荷兰的 ASML 和比利时的 imec 一直是EUV光刻技术研发方面的领军企业。ASML下一代High NA EUV不仅系统庞大且复杂（设备在晶圆厂中需要更多的空间，尤其是高度，因此往往用于新的晶圆厂），同时成本也非常高昂，达到了3.5亿美元。美国政府近日还宣布提供8.25亿美元的联邦资金，以支持在纽约州奥尔巴尼打造EUV技术研发中心。这也是美国政府在2013年Cymer被ASML收购之后，对于光刻技术研发的重新重视。
在此之前的2023年12月11日，美国纽约州还宣布与包括IBM、美光、应用材料（Applied Materials）、东京电子（Tokyo Electron）等半导体大厂达成一项合作协议，预计将投资100亿美元在纽约州奥尔巴尼纳米技术综合体兴建下一代High-NA EUV半导体研发中心，以支持世界上最复杂、最强大的半导体的研发。
此外，英特尔今年已经领先全球在其位于俄勒冈州的晶圆厂内安装了两台High NA EUV光刻机，以为其Intel 18A以下尖端制程做准备。
“我们现在凭借'领先一步'战略做好了充分准备，可以对市场需求做出快速反应，”英特尔首席执行官 Pat Gelsigner 近日表示。“随着我们现已完成向 EUV 的过渡以及 Intel 18A 的推出，我们在 Intel 14A 及更高版本的节点开发节奏更加正常。此外，我们的团队疯狂地专注于提高晶圆厂的生产力，随着时间的推移，这使我们能够以更少的资源生产更多的产品。”
TechInsights指出，一台High NA EUV设备的功率高达1400KW，这也是半导体工厂中最为耗电的设备。而随着配备EUV光刻机的晶圆厂数量的不断增长，对于电力的需求将会激增，这将对应电力基础设施提出非常大的挑战。
TechInsights 目前正在跟踪 31 家使用 EUV 光刻技术的晶圆厂，另外 28 家工厂将在 2030 年底之前安装EUV光刻机。这将使正在运行的 EUV 光刻机数量增加一倍以上，相当于每年仅为 EUV 系统供电就需要超过 6,100 吉瓦（1吉瓦= 1000兆瓦= 1000000千瓦）。
预计到2030 年，仅 EUV 光刻机的年用电量估计就可能超过 54,000 吉瓦，这比新加坡或希腊等许多国家每年的耗电量还要多。这凸显了对可持续能源解决方案的迫切需求，以支持半导体行业不断增长的需求。
虽然目前的500 多家半导体制造公司当中，只有少数公司拥有支持 EUV 光刻机和相关技术，但已经对于特定的区域能源网带来了影响。比如已经使用EUV系统进行大批量生产的台积电位于中国台湾的晶圆厂、韩国的三星和SK海力士晶圆厂、美光位于日本的晶圆厂、美国亚利桑那州的英特尔和台积电晶圆厂、美国俄亥俄州的英特尔晶圆厂、美光位于纽约州及爱达荷州的晶圆厂以及三星位于得克萨斯州的晶圆厂。
虽然 EUV 设备是半导体晶圆厂最耗能的设备，但它们目前仅占晶圆厂内总耗电量的 11% 左右。其他半导体设备、基础设施和 HVAC（供暖/通风/空调）系统也会对整体能源消耗产生重大影响。
TechInsights 高级可持续发展分析师 Lara Chamness 表示，为了确保可持续的未来，半导体制造行业需要投资节能技术，探索可再生能源，并与政策制定者合作，以应对电力基础设施的挑战。
编辑：芯智讯-浪客剑
