堪比比特幣工廠！一台EUV光刻機一天耗電可達3萬度？

近日，比特幣價格瘋漲已破2.7萬大關，創下歷史新高！與此同時，「挖礦」業也是高燒不退。

此前眾多媒體曾曝光過很多「比特幣工廠」，一些大的工廠，一小時耗電就高達幾萬度，令人咂舌。

不過，今天我們要介紹的則是另一個耗電大戶——晶片代工龍頭台積電。

根據《天下雜誌》報導，全台灣過去5年用電的增長量，約有1/3都是由台積電貢獻的。

而隨著新一代的可生產5nm工藝的EUV （極紫外光）微影技術的導入，用電量還將會暴增，可達目前主流製程的1.48倍。

據了解，目前半導體製程的主流光源是氬氟雷射，波長為 193 納米，當電晶體尺度已微縮到幾十納米時，就像用一支粗毛筆寫蠅頭小字一般，生產起來有點力不從心。

而極紫外光的波長僅有 13.5 納米，這也使得 EUV光刻機成為了攻克7nm、5nm甚至更高製程工藝的關鍵。

目前能夠生產的EUV光刻機的只有荷蘭ASML一家，而EUV光刻機的造價也是非常之高昂。

ASML目前最先進的EUV光刻機一台售價高達1.1億美金，而且還供不應求。

據報導顯示，此前ASML接到了5台EUV光刻機的訂單，其中台積電訂走了5台，耗資5.5億美元。

這個價錢，幾乎可以買下兩台世界最大民航機──空巴 A380。

而EUV光刻機除了售價高昂之外，其耗電也是非常之驚人！

雖然，艾司摩爾AMSL並未公布 EUV光刻機機台的耗電功率，但世界第二大內存製造商、南韓的 SK 海力士曾在 2009 年的 EUV Symposium 表示，「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，必須以矽與鉬製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，但一台 EUV 機台得經過十幾面反射鏡，將光從光源一路導到晶圓，最後大概只能剩下不到 2% 的光線。

」這也是 EUV 機台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的機台，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，就是一台輸出功率250W的EUV機器工作一天，將會消耗3萬度電，這個數字確實嚇人。

根據芯智訊了解，要想達到 250 瓦功率的 EUV輸出，需要將多台13kW CO2雷射器串聯接通達到所需的功率要求，最終從等離子體源產生所需的EUV光輸出。

高科技產生極紫外光的過程非常低效，過去被人們比擬為「用核反應堆提供動力」，但也成為了滿足半導體工業批量生產要求擴展EUV輸出功率的唯一可行方式。

另外需要指出的是，如此大的耗電量也不可避免的帶來了很大的發熱量，因此需要部署相應的冷卻系統，而這也將非常的耗電。

作者：芯智訊-浪客劍

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