先进制程晶圆厂也太耗电了,2025年台积电将吃掉全台12%电力
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据彭博社报导,为制造制程更先进、耗电更少的芯片,往往制造需要大量的电力。光刻机巨头ASML最先进极紫外(EUV)光刻机,每台预估耗电1MW(megawatt,百万瓦),约为前几代设备的10 倍,加上制造先进制程芯片还没有其他替代设备,因此半导体产业蓬勃发展,恐严重影响全球减碳进度。
芯智讯早在2017年的文章《未来数年,“缺电”将成台湾半导体产业最大威胁!》当中就曾指出,而EUV光刻机之所以耗电,主要是由于“EUV 的能源转换效率(wall plug efficiency)只有 0.02% 左右。而造成转换率低的一大原因是,极紫外光本身的损耗过大。
极紫外光物理特性与一般常见的紫外光差异极大。这种光非常容易被吸收,连空气都不透光,所以整个生产环境必须抽成真空;同时,也无法以玻璃透镜折射,必须以硅与钼制成的特殊镀膜反射镜,来修正光的前进方向,而且每一次反射仍会损失 3 成能量,但一台 EUV 机台得经过十几面反射镜,将光从光源一路导到晶圆,最后大概只能剩下不到 2% 的光线。”这也是 EUV 机台如此耗电的主因之一。
调,为了提高供应链的韧性,台积电持续扩大在美国亚利桑那州、日本熊本、中国南京和台湾的全球布局。其中,在美国亚利桑那州的晶圆厂正在兴建当中,预计于2024 年量产5nm制程。台南晶圆18 厂5~9 期目前兴建中,未来将是3nm的生产基地。另外,台积电正在筹备新竹晶圆20 厂,未来将是2nm的生产基地,同时也计划在高雄兴建晶圆22厂,扩展7nm和28nm产能。
至于在日本,台积电正在熊本扩厂,以提供12 / 16nm和28nm家族技术晶圆制造,来满足全球市场对特殊制程的强劲需求。晶圆厂建设正在进行,2024 年开始量产。透过产能扩展,台积电还将于2025 年增加特殊制程产能近50%。
台积电昨(8)日公布了8月业绩,合并营收首度突破新台币2000亿元大关,达到了新台币2181.32亿元(约合人民币491.48亿元),连续两个月创下新高,环比增长16.8%,同比正在58.7%。凸显苹果iPhone 14系列新机拉货效应与新台币贬值对台积电业绩带来的正面助力。
台积电今年前八月合并营收达新台币1.43万亿元(约合人民币3221.95元),较去年同期增加43.5%。尽管业绩持续创高,但受先进制程需求可能下滑,明年产能利用率松动等传闻影响,外资看衰台积电明年的业绩增长。
业界人士分析,苹果昨天凌晨发布了四款iPhone 14系列新机,无论是入门款的iPhone 14与iPhone 14 Plus搭载的A15芯片,或iPhone 14 Pro与iPhone 14 Pro Max搭载的最新A16芯片,都是由台积电独家代工,业界预估iPhone 14系列新机今年底备货量9000万部起跳、上看9500万部,台积电无疑将成为大赢家。
由于台湾是全球半导体及面板制造重镇,而半导体及面板工厂内部的设备不仅对于精度要求非常高,同时,半导体与面板的前段制程还会使用较多的化学药剂与气体(大半都属于有毒物质),如果地震强度较大,则可能会出现机台故障、化学药剂与气体泄漏等问题,进而造成生产中断。特别是在目前部分芯片仍处于短缺的情况下,外界尤为关注此次地震是否影响到了台湾相关半导体厂商的生产。
据台湾媒体报道,台积电已对外回应称,今天下午地震发生后,公司已按照内部程序,对于南部厂区(台南科学园厂区)部分无尘室人员第一时间进行疏散以确保安全。目前,工安系统等皆正常。
联电也指出,受今天下午地震影响,新竹厂区少数机台启动了自我保护机制,已经重开机、人员均安全,内部正依标准程序作业,其他无重大影响。
据台湾媒体报道,目前台积电先进制程进展顺利,3nm制程将于今年下半年量产,升级版3nm(N3E)制程将于2023年量产,2nm制程将会在预定的2025年量产。