ASML:EUV不是吃電怪獸 先進曝光技術反成半導體節能關鍵

AI浪潮推升全球資料中心與算力需求,用電問題正成為科技產業最棘手的新挑戰。外界普遍認為,先進半導體設備,尤其極紫外光(EUV)曝光機,是高耗能設備代表。不過,ASML台灣總經理汪佳慧今日提出實驗指出,若從整體晶圓製造流程來看,EUV其實不是「吃電怪獸」,反而是幫助半導體產業提升能源效率的重要工具,未來High NA EUV更可望進一步放大節能效益。
這是汪佳慧從英特爾轉換跑道出任ASML台灣總經理後,首場面對媒體的公開談話。汪佳慧今年在揭露ASML永續目標時,針對外界對EUV錯誤的認知,提出上述反駁。
汪佳慧表示,AI發展已讓算力競賽從過去比運算能力,轉變為比誰能取得足夠電力。包括Meta、Google、Oracle與Amazon等雲端服務業者,近期紛紛規畫GW(10億瓦)等級AI資料中心,單一大型AI資料中心用電量甚至相當於一座城市,顯示能源供應已成AI基礎建設發展的關鍵瓶頸。
在此情況下,半導體產業也面臨永續壓力。隨製程推進,電晶體密度持續提高,每一製程節點的碳排放與能源消耗同步增加。若再加上AI帶動晶片需求暴增,整體產業碳排恐快速擴大。
不過,汪佳慧強調,外界若只看單一設備耗電量,容易誤解EUV角色。她指出,半導體製造是一個涉及數百甚至上千道製程的複雜流程,曝光設備雖耗電,但只是其中一環,真正應該看的是整體製程能耗。
她解釋,傳統DUV(深紫外光)製程面對複雜圖形時,往往需透過多重曝光(multi-patterning,也就是多次曝光完成圖案轉移,不僅增加設備運轉時間,也提高能源消耗與生產成本;EUV導入後,可將原本多次曝光縮減為single exposure,一次完成更多製程工作,直接減少製程步驟與設備使用頻率,進而降低整體晶圓廠用電需求。
ASML也持續從設備設計提升能源效率。汪佳慧指出,EUV系統正朝更高產出推進,目標是每小時產出330片晶圓,相較早期NXE平台提升約15%。在相近電力條件下,客戶可生產更多晶圓,等同提高能源使用效率。
此外,第一代EUV自2018年導入至今,每片晶圓能源消耗已降低57%,未來5至10年仍有望再下降30%至40%。依公司技術藍圖,單片晶圓能耗可望從2018年的12.8 MWh降至2031年的2.8 MWh,大幅降低先進製程能源負擔。
更受市場關注的是下一代High NA EUV。Grace透露,目前已看到多家客戶進行早期驗證,初步結果顯示,一台High NA EUV有機會取代3至4道傳統multi-patterning曝光流程,進一步減少設備使用次數與整體能源需求。
除了設備本身,ASML也從操作模式節能。過去高精密EUV設備為確保穩定性,多採「隨時上工(always on)」模式,也就是系統長時間持續運轉;如今透過與客戶共同優化操作模式,逐步轉向「需要時要上工(only when needed on)」,讓部分子系統在閒置時降低功耗,減少不必要能源浪費。
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