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一天耗电3万度，传台积电部分EUV关机！

时间：2022-09-07 16:16:05 来源： OFweek电子工程网

近日，产业链的消息人士＠手机晶片达人称，由于先进制程产能利用率开始下滑，而且评估之后下滑时间会持续一段周期，台积电计划从年底开始，将部分EUV设备关机，以节省EUV设备巨大的耗电支出。

EUV光刻机被誉为芯片制造上的“明珠”，专门用于生产高端芯片，该设备生产一天需要3万度电左右，一年耗电大约1000万度，是十足的“电老虎”。

据了解，目前台积电拥有大约80台EUV光刻机，主要用于7nm、5nm及以下的先进工艺，今年9月份还会量产3nm工艺，都需要EUV光刻机，这也导致了台积电在电能方面的消耗极大。

结合最近产业曝出的消息来看，台积电内部决定放弃N3工艺，转而在2023年下半年量产降本的N3E工艺，原因是N3工艺目前几乎没有客户用得上。就台积电目前的大客户苹果而言，在即将发布的iPhone14系列上的A16处理器不急着上3nm工艺，而是保持采用4nm工艺，再加上3nm的能效问题，苹果连初代3nm芯片的计划都取消了。

除了苹果以外，华为海思由于某些原因，也无法继续与台积电合作并从后者处获得3nm工艺芯片。这也导致了几乎没有客户能够采用台积电3nm工艺打造芯片产品，毕竟一套3nm的光罩费用要上亿美金，成本巨大。另一方面，市场现阶段PC、手机、显卡等产品的需求下滑，先进工艺生产的芯片也受到不小影响。

与DUV（深紫外光）光刻机相比，EUV光刻机的吞吐量相对较低，每小时可曝光处理的晶圆数量约在120片－175片之间，技术改进后，速度可以提升至275片每小时。但相对而言，EUV生产效率还是更高，原因在于1层EUV晶圆通常可以代替3－4层DUV晶圆。

据悉，晶圆制造采用的主流光源是氩氟激光，波长为193nm，而极紫外光的波长只有13．5nm，EUV光刻即以其作为光源。

EUV耗电量高的原因主要有几个方面：

一，要激光高功率的极紫外光，需要通过功耗极大的激光器，这个过程会产生大量热量，因此也需要优秀且完备的冷却、散热系统来保证设备正常工作，而激发极紫外光和冷却散热都需要消耗大量电力。

二、光前进到晶圆的过程中，需要经过十几次反射镜修正光路方向，而每经过一次反射，会有约30％的损耗，最终大约只有不到2％的光线到达晶圆。过程中损耗的能量，也大量会转化成热量，这又带来大量的散热工作，又转化成电力消耗。

三，晶圆厂产能很多时候吃紧，为提高产能，晶圆厂会进一步提升光源功率，从而提升曝光的节奏，这又带来更多的用电。

综合而言，EUV光刻机的耗电问题，本质是从光源激发到晶圆生产过程中极低的能源转换率。

值得注意的是，尽管EUV光刻机研发成本高昂，但依然受到全球各大晶圆厂的追捧。据悉，ASML计划在2024年量产出货新一代的NA EUV光刻机，助力台积电，三星等企业完成2nm芯片的生产。并且到时候ASML会大幅度提升现款的EUV光刻机产能，预计2025年左右可具备年产90台EUV光刻机的能力。

旺盛的市场需求给ASML带来很大的生产压力，虽然有大量的订单涌入，但由于供应链“断供”影响，ASML的很多订单难以交付。虽然台积电和三星今年采购的EUV光刻机订单量达到了40台，但ASML在第一季度出货EUV光刻机的数量只有3台，按这个出货量来计算，ASML全年交付的EUV光刻机订单只有十多台。当然，经过ASML对供应链的调整，交付数量应该会有所提升，据ASML透露，今年或只能完成60％的订单量。

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