有点心疼台积电!造芯片的EUV光刻机究竟有多耗电?

想要研发3nm芯片,不止只是费钱那么简单,同时还费电。想要量产3nm芯片,一年得先准备好70亿度的电费钱。

提到芯片,我们现在张口就来的是5nm工艺的芯片,因为作为现阶段能够量产的最高标准,华为和苹果等公司的手机已经开始正式应用了,不过最近3nm和2nm芯片也开始进入了大众的视野。根据有关媒体报道,台积电已经开始正式研发2nm工艺了,预计在2024年开始批量生产。

1、造一个小小的芯片竟然这么费电,芯片制造行业耗电量究竟有多高?

对于芯片量产的时间是因为根据能源局报告显示,在2022年到2023年,台积电供电量将会出现激增,达到100万千瓦,在2024年还会继续翻倍。 作为用电大户,台积电的电量消耗都是为了3nm和2nm芯片的量产来做准备,而且根据台积电的估算,这些备用电量远远不够。

在庞大的工业用电体系中,半导体行业则消耗了大半的产能,这也导致整个的平均耗电量瞬间被拉高。在半导体领域,台积电用电量在前几年,占到了台湾全部用电量的5%。在2016年,台积电的整体耗电量达到了88.53亿度,到了2019年,台积电的全球耗电量为143.3亿度。在过去五年台湾增长的用电量中,有三分之一都被台积电敲好了

2、对比台积电如此高的耗电量,造芯片的EUV光刻机究竟有多耗电?

因为EUV的能源转化率只有0.02%,那么一台EUV工作24小时,耗电量将会达到三万度。 当台积电开始3nm制程工艺的量产之前,7nm的生产线只需要一台光刻机,而现在3nm就需要4台才能组成一个生产线,耗电量也会相应的翻倍。

所以如果台积电3nm生产线正式投入量产的话,单单这一条生产线就能达到耗电量70亿度。 未来台积电的2nm工艺也开始进入量产阶段,整体的用电量必然会上升到一个新的台阶。芯片的产量越多,制程工艺越先进,那么用电量也就会更高。而现在想要继续量产7nm芯片,EUV光刻机是绕不过去的一个坎,这也对供电能力提出了更大的挑战。有了电量保障,这才使得台积电稳坐全球第一代工厂的宝座。

早在2015的时候,半导体教父张忠谋就指出,目前困扰台积电发展的唯一要素就是缺电、停电,对现阶段的台积电也是不可估量的,如果后期的3nm、2nm工厂也出现停电情况,损失方面将会是5nm生产线的几倍。 基于不能把鸡蛋放在同一个篮子的里面,台积电这两年准备开始向其他地区建厂,比如在台积电的南京工厂。

写在最后

不过台积电的用电危险也给我们提了一个醒,想要发展好芯片产业,如何优化好设备的能源消耗是我们要考虑的问题。 虽然现在阶段我们还没有EUV光刻机,但是只有做足了准备才能保证万无一失。况且最近国产芯中芯国际也公布了自己的5nm工艺,也逐步开始了3nm和2nm的研发,现在只差光刻机了。

相信未来国产芯片行业一定会迎来大爆发的, 对于台积电,欢迎在评论区分享出你的见解和看法。

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