先進製程猛吃電 晶圓廠大數據節能

輝達引領下,全球展開AI應用的強烈需求,預期台灣供應鏈近幾年將大吃AI紅利,但AI應用除了前後端耗電,在生產晶片時也需要龐大電力,甚至是綠電,尤其是先進製程需要半導體廠的EUV曝光機,讓相關供應鏈開始推動節電計畫。

2024年全球都在瘋AI,不過產業專家透露,目前在相關供應鏈的生產端並沒有太新的技術可以省電,企業都是透過各自的辦法去節電,或者擴增再生能源,以降低用電以及增加綠電比例。

其中聯電建立大量的數據收集感測器,透過工業4.0的大數據監控,即時掌控各廠、各設備的能耗,透過調整測試設備的運轉模式,降低用電,並評估是否加裝節能元件,並汰換掉耗能的設備。

此外,也會持續檢討能耗的數據,進一步挖掘節能潛力,期望以生產效率極大化、環境衝擊極小化的綠色營運模式,在2025年挑戰節電15%、節水15%、減少廢棄物25%的目標。

晶圓代工大廠台積電,同樣是台灣最大的用電戶,在2022年的永續報告書自行揭露電力消耗約210億度,占全台電力消費約7.5%,由於先進製程7nm以下需要使用EUV曝光設備,1台曝光機均日消耗約3萬度電,主要是EUV光源能源轉換效率極低,轉換率僅0.02%,若要生產先進製程晶片,耗電就成了必要之惡。

台積電也持續在節能措施著手,依製程技術定義5大節能團隊,全面推動生產機台以及廠務設備的各項節能措施,並透過大數據分析持續優化EUV機台參數,降低每片晶圓所需用電量,同時與供應商合作研究,挖掘EUV節能的可能性,在2022年成功降低EUV生產每片晶圓耗電量的22%,年省6000萬度電,在2022年節省了7億度電。

台積電在2018年啟動的新世代機台節能行動專案,截至2022年累計有195項節能方案應用在超過百種先進製程機台,結合跨廠導入節能措施,預期從2016年至2030年,新增的節能措施累計節能率將達到18%。