EUV litografski stroj se sooča z naslednjim izzivom
Na uvedbo ekstremne ultravijolične (EUV) litografske tehnologije lahko vplivajo vse večje zahteve porabe energije te tehnologije.
EUV je ključna tehnologija v najnovejšem procesu proizvodnje čipov, Evropa pa je bila vedno v središču te tehnologije prek ASML na Nizozemskem in IMEC v Belgiji.
Razvoj tehnologije EUV naslednje generacije je kompleksen in drag, z naborom opreme v vrednosti 350 milijonov dolarjev (približno 2,5 milijarde RMB).Ameriška vlada je pred kratkim napovedala ustanovitev centra za milijardo dolarjev v Albanyju v New Yorku za nadaljnji razvoj te tehnologije.
Čeprav se sredstva za centre za raziskave in razvoj EUV uporabljata predvsem za zakon o čipu suverene dobavne verige, se mora osredotočiti na porabo energije in trajnost tehnologije.
Tehnologija EUV se že dolgo razvija, zahvaljujoč pridobitvi ASML -a ameriškega proizvajalca Cymer EUV Light Vir leta 2013. Tehnologija je leta 2010 doživela tudi zamude, razprave o tehnologiji 7NM leta 2015 in ogenj v letu 2018, ki poudarja različneizzive, s katerimi se sooča.
Intel je izjavil, da je podjetje v okviru svoje zmogljivosti zaključilo proizvodno uvedbo EUV in bo v petih letih opravilo štiri procesna vozlišča.Podjetje je v svoj razvojni obrati v Oregonu vgradilo visoko litografske stroje NA EUV.
Generalni direktor Intela Pat Geldesigner je izjavil: "Z našo" vodilno "strategijo se zdaj lahko hitro odzovemo na povpraševanje na trgu. Ko je naš prehod na EUV končan, in Intel 18A (1.8Nm) se bo začel, naš razvojni korakNa Intelu 14A (1,4nm) in zunaj vozlišč bo bolj normalna.
To vključuje namestitev opreme EUV v tovarni v Lexlipu na Irskem leta 2022. Vendar ta naprava zahteva več prostora v tovarni, zlasti glede na višino, zato se pogosto uporablja v novih stavbah.
Po poročilih TSMC namesti še en visok sistem NA EUV, ki raziskuje tudi 1,8 nm in 1,6 nm procesne tehnologije.
Trenutna nizka oprema NA EUV zahteva do 1170 kilovatov porabe energije, medtem ko vsak visok sistem NA EUV potrebuje do 1400 kilovatov moči (dovolj za napajanje majhnega mesta), zaradi česar je najbolj energijsko učinkovit stroj v polprevodniških rezinah.Ker se število rezin, opremljenih z EUV, še naprej povečuje, se bo povpraševanje po električni energiji povečalo tudi in postavljale izzive za električno infrastrukturo in trajnost.
TechInsights trenutno sledi 31 vafernih fab, ki uporabljajo tehnologijo litografije EUV, kot tudi dodatnih 28 rezin, ki bodo EUV izvajale do konca leta 2030. To bo več kot podvojilo število EUV litografskih sistemov v obratovanju - sistemi EUV potrebujejo samo preko6100 gigavatov porabe energije na leto.
Ta tehnologija omogoča manjše geometrijske dimenzije v procesni tehnologiji CMOS, kar omogoča proizvodnjo manjših in močnejših čipov, ki so ključni za umetno inteligenco (AI), visokozmogljivo računalništvo (HPC) in avtonomno vožnjo.Vendar poročilo TechInsights poudarja, da to zahteva ogromne stroške: poraba energije.
Čeprav je oprema EUV najbolj porabljena komponenta v polprevodniških rezinah, predstavljajo le približno 11% celotne porabe električne energije.Druga procesna orodja, oprema in HVAC sistemi prav tako znatno prispevajo k celotnemu energetskemu odtisu.
Do leta 2030 bo 59 vodilnih proizvodnih naprav za polprevodnike z uporabo opreme EUV letno porabilo 54000 gigavatov električne energije, kar presega letno porabo električne energije v Singapurju, Grčiji ali Romuniji in več kot 19 -krat letno porabo električne energije v Las Vegas traku v Združenih državah.Vsak objekt bo v povprečju porabil 915 gigavatov električne energije na leto, kar ustreza porabi energije najsodobnejših podatkovnih centrov.To poudarja nujno potrebo po trajnostnih energetskih rešitvah za podporo naraščajočemu povpraševanju v industriji polprevodnikov.
Čeprav obstaja več kot 500 podjetij, ki proizvajajo polprevodnike, le nekaj jih ima sredstva, povpraševanje in spretnosti za podporo litografskim sistemom EUV, ki vplivajo na energetsko omrežje v določenih regijah.Reši, ki uporabljajo sistem EUV v množični proizvodnji, vključujejo TSMC (Taiwan, China, Arizona), Micron (Taiwan, China, Japonska, Idaho, New York), Intel (Arizona, Ohio in Oregon), Samsung (Južna Koreja, Teksas),SK Hynix (Južna Koreja).
Lara Chamness, višji analitik za trajnostni razvoj pri TechInsights, je izjavila, da mora industrija za zagotovitev trajnostne prihodnosti vlagati v energetsko učinkovite tehnologije, raziskovati obnovljive energije in sodelovati z oblikovalci politike, da bi se spoprijela z izzivi električne infrastrukture.