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半導(dǎo)體制造能耗難題引發(fā)全球關(guān)注
2024年12月09日 15:06:41
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隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體已成為現(xiàn)代工業(yè)的核心，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、數(shù)據(jù)中心、人工智能等各個(gè)領(lǐng)域。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，半導(dǎo)體已成為現(xiàn)代工業(yè)的核心，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、電腦、數(shù)據(jù)中心、人工智能等各個(gè)領(lǐng)域。然而，半導(dǎo)體制造過(guò)程中的高能耗問(wèn)題卻日益凸顯，引發(fā)了全球范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。
半導(dǎo)體制造是一個(gè)復(fù)雜且耗能巨大的過(guò)程。在制造過(guò)程中，光刻技術(shù)是實(shí)現(xiàn)芯片制造的關(guān)鍵步驟之一。特別是極紫外光刻機(jī)(EUV光刻機(jī))的使用，使得制造更小、性能更強(qiáng)的微芯片成為可能，但其耗電量也隨之劇增。當(dāng)前一代的EUV光刻機(jī)功率已經(jīng)高達(dá)1170千瓦，而下一代高數(shù)值孔徑EUV光刻機(jī)的預(yù)計(jì)功率更是將達(dá)到1400千瓦。據(jù)分析公司TechInsights的報(bào)告，到2030年，配備EUV光刻機(jī)的晶圓廠，全球年耗電量可能會(huì)超過(guò)54000吉瓦時(shí)，這一數(shù)字甚至超過(guò)了新加坡或希臘等國(guó)的年耗電量。
半導(dǎo)體制造工廠的高能耗不僅體現(xiàn)在光刻機(jī)上，整個(gè)制造過(guò)程中都需要高精度的控制和嚴(yán)格的環(huán)境要求，這使得電力、純水和特殊氣體的需求都非常高。一家典型的半導(dǎo)體制造工廠每年的耗電量與大約5萬(wàn)戶家庭的耗電量相當(dāng)，這些工廠的耗電量甚至超過(guò)了汽車制造廠和煉油廠的總和。
以韓國(guó)為例，科技巨頭三星電子運(yùn)營(yíng)著6座半導(dǎo)體制造工廠，這些工廠在2021年所消耗的能源占據(jù)韓國(guó)全年能源賬單的3%。為了提升在全球芯片制造市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，三星電子正計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)大其EUV光刻機(jī)的部署規(guī)模，這無(wú)疑將進(jìn)一步加劇韓國(guó)的能源壓力。而韓國(guó)的能源結(jié)構(gòu)目前仍高度依賴于煤炭和天然氣等傳統(tǒng)化石燃料，這使得韓國(guó)的能源體系面臨更大的挑戰(zhàn)。
高能耗問(wèn)題不僅影響了半導(dǎo)體行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還可能對(duì)全球綠色轉(zhuǎn)型產(chǎn)生阻礙。專家警告稱，滿足市場(chǎng)對(duì)微處理器激增的需求可能會(huì)阻礙綠色轉(zhuǎn)型。因此，半導(dǎo)體行業(yè)必須采取有效措施，降低能耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
佳能計(jì)劃通過(guò)納米印刷技術(shù)進(jìn)入光刻機(jī)市場(chǎng)，以期在提升效率的同時(shí)，大幅削減能源消耗并減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。此外，一些半導(dǎo)體企業(yè)也在推進(jìn)其運(yùn)營(yíng)的綠色化與可持續(xù)性，如英特爾在2021年的可再生能源供電比例攀升至80%。
然而，這些措施仍然不足以完全解決半導(dǎo)體制造的高能耗問(wèn)題。半導(dǎo)體行業(yè)需要加強(qiáng)能碳管理，構(gòu)建更加系統(tǒng)化、智能化的數(shù)字化管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)能耗和碳排放的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)和管理。通過(guò)數(shù)字化手段，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)能碳數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、分析和反饋，提升管理的透明度和協(xié)同性，從而為節(jié)能降碳目標(biāo)的達(dá)成提供有力支撐。
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