
彭博社报道,先进半导体制程不可或缺的EUV微影曝光设备,可说是现代工程奇迹。荷兰商艾司摩尔 (ASML) 生产的半导体设备,不但每套价值1.5亿美元,更由10万个零件组成,是生产个位数纳米级芯片的重要设备。只是一套EUV微影曝光设备每年耗电量达1兆瓦,是前几代设备10倍,还没有替代品的情况下,半导体产业还是全球推动节能减碳的巨大绊脚石。
芯片代工龙头台积电拥有80几套EUV微影曝光设备,是全球有此设备最多的半导体厂商,且台积电南科价值200亿美元厂房也安装新一代设备。台积电EUV耗电量约等于斯里兰卡每年2,100万人。据2020年统计,台积电占台湾能源消耗6%,到2025年将升到12.5%。除了台积电,美商内存大厂美光也预定中科厂房安装EUV微影曝光设备。
报引导用彭博社分析师说法,3年内台湾芯片代工厂有四分之一芯片生产都依赖EUV设备,除非芯片厂自己兴建发电厂,否则未来无法提供足够电力,尤其半导体产业对台湾经济至关重要,电力短缺肯定会发生。环保团体绿色和平组织警告,台积电大幅占据台湾能源,冲击其他产业。
报道也引用研究单位Imec说法, 半导体如此高能耗设备,使发展可再生能源更重要紧迫。台湾严重依赖化石燃料,2016年政府制定目标,到2025年要利用可再生能源如太阳能和海上风能达20%。不过7月最新能源评估报告显示,截至2021年底,电力来源只有6%是可再生能源,故官员将2025年目标下调至15%。
不仅台湾,全球第二大芯片代工企业三星也面临挑战,三星韩国有6个半导体制造基地,占2021年耗电量3%。三星借为客户制造芯片与台积电竞争,也在积极扩大购买EUV设备。虽然三星EUV量比台积电少,却未公开说明究竟有多少套。6月负责人李在镕还前往荷兰与ASML商谈新交易。
韩国60%以上电力来自燃烧煤炭和天然气,政府目标是2030年将碳排放量从2018年减少40%,需将可再生能源占比由2021年7.5%提高到2030年30%。台积电与三星的竞争对手英特尔表现最优于,部分原因是英特尔在亚利桑那州、新墨西哥州和俄勒冈州的芯片厂可取得较多再生能源。2021年80%电力来自再生能源,高于前一年71%,但因也在发展先进制程,整体用电量也显著增加。
美国与欧洲都通过芯片法案,振兴本地半导体产业,应对供应链波动与地缘政治影响。不过法案显然没有将半导体产业对环境的影响纳入考量,使生产EUV设备的ASML面临前所未有需求增长,即便美国新禁令冲击中国取得先进半导体生产设备计划,但对ASML影响不大。彭博资讯分析师数据,2023年年营收可能会增长30%以上,金额达约260亿美元。ASML首席财务官Roger Dassen 4月时表示,ASML正在研究到2025年,EUV设备年产能由70套增加到90套的可能性。
(首图来源:ASML)