作为全球领先的半导体代工企业,台积电(TSMC)对于先进制程生产能耗的降低举措,正在引领同行追求类似的节能目标。当前,台积电已从其EUV(极紫外光刻)系统挖掘出更多效率,但最新发布的方案标志着公司正向更为实时、智能的能源管理转型。
据报道,台积电于今年9月在台湾的主要生产基地——包括15B、18A、18B厂——正式启用“动态节能管理计划”,重点针对极紫外光刻系统,这类设备向来是半导体生产线中耗电最高的装备。公司预计年内将在全球所有EUV设备推广这一方案,并将在如美国亚利桑那州Fab 21二期等新厂区全面使用。台积电预计,至2030年该系统可累计节省电力达1.9亿千瓦时,同时减少碳排放量约10.1万吨。
虽然具体技术细节尚未公开,但由于该框架有望后续用于DUV(深紫外)光刻机及其他生产设备,意味着其不依赖于EUV的专属工程改造。分析认为,新方案核心应为智能调节装置,用以根据晶圆实际曝光时段灵活分配能耗。例如,设备在闲置期间可实时降低电力消耗,通过洁净室内的信息联动及弹性排程,提升能源使用效率。
提高能效一直是台积电先进光刻系统的重要挑战。EUV光刻机由荷兰ASML制造,是制造最先进的逻辑芯片不可或缺的设备,但运作时消耗巨大的电力。台积电去年曾表示,通过内部重新设计与优化,已将新一代系统的能耗减少约四分之一,主要归功于生产流程自动化及系统协同改进。这些升级举措已让设备峰值功率降低了高达44%,且未影响制程产出、良率或产品质量。
尽管已有可观进步,但台积电庞大的电力消耗规模显示出持续提升空间。据统计,公司2024年用电量达255.5亿千瓦时,其中仅36.1亿来自可再生能源,占据台湾约9%的总用电量。需要注意的是,光刻及制程设备整体用电占不到一半,更多电力被用于厂房冷却、空调以及洁净室运行等配套设施。
通过削减生产设备中的能源浪费,台积电正在减少部分碳足迹,但每年节省的电费(以当前电价折算约新台币2244万元)仅占总电力支出的很小一部分。