先进制程猛吃电 晶圆厂大数据节能

台湾供应链近几年将大吃AI红利,但AI应用相当耗电,成为一大难题。此为示意图。(路透)

辉达引领下,全球展开AI应用的强烈需求,预期台湾供应链近几年将大吃AI红利,但AI应用除了前后端耗电,在生产晶片时也需要庞大电力,甚至是绿电,尤其是先进制程需要半导体厂的EUV曝光机,让相关供应链开始推动节电计划。

2024年全球都在疯AI,不过产业专家透露,目前在相关供应链的生产端并没有太新的技术可以省电,企业都是透过各自的办法去节电,或者扩增再生能源,以降低用电以及增加绿电比例。

其中联电建立大量的数据收集感测器,透过工业4.0的大数据监控,即时掌控各厂、各设备的能耗,透过调整测试设备的运转模式,降低用电,并评估是否加装节能元件,并汰换掉耗能的设备。

此外,也会持续检讨能耗的数据,进一步挖掘节能潜力,期望以生产效率极大化、环境冲击极小化的绿色营运模式,在2025年挑战节电15%、节水15%、减少废弃物25%的目标。

晶圆代工大厂台积电,同样是台湾最大的用电户,在2022年的永续报告书自行揭露电力消耗约210亿度,占全台电力消费约7.5%,由于先进制程7nm以下需要使用EUV曝光设备,1台曝光机均日消耗约3万度电,主要是EUV光源能源转换效率极低,转换率仅0.02%,若要生产先进制程晶片,耗电就成了必要之恶。

台积电也持续在节能措施着手,依制程技术定义5大节能团队,全面推动生产机台以及厂务设备的各项节能措施,并透过大数据分析持续优化EUV机台参数,降低每片晶圆所需用电量,同时与供应商合作研究,挖掘EUV节能的可能性,在2022年成功降低EUV生产每片晶圆耗电量的22%,年省6000万度电,在2022年节省了7亿度电。

台积电在2018年启动的新世代机台节能行动专案,截至2022年累计有195项节能方案应用在超过百种先进制程机台,结合跨厂导入节能措施,预期从2016年至2030年,新增的节能措施累计节能率将达到18%。