台积电（TSMC）宣布：已通过一系列关键技术革新，成功将其生产线上最先进的极紫外（EUV）光刻设备的峰值功耗大幅降低了44%。
极紫外（EUV）光刻技术是生产5nm、3nm及更先进制程芯片的核心，但其巨大的能耗一直是行业迈向可持续发展的主要挑战之一。单个EUV设备的功耗曾堪比数十户家庭的用电量总和。
根据台积电官方披露的技术细节，此次能效的飞跃性提升，源于其在设备协同优化、光源转换效率以及系统运行模式上的深度创新。通过优化EUV设备与生产环境的协同运作，并改进其内部关键组件的能耗管理，台积电在不牺牲光刻精度和产能的前提下，实现了设备在峰值运行时的功耗显著下降。
台积电资深副总经理暨ESG指导委员会主席何丽梅女士对此表示：“作为全球逻辑晶圆制造的领导者，我们深知自身在应对气候变化中的责任。此次EUV光刻机能耗的大幅降低，是我们长期致力于技术创新的直接成果，它完美地诠释了如何通过尖端科技来解决环境挑战。这不仅是台积电实现‘2050年净零排放’目标的关键一步，更是我们与客户及供应链伙伴共同推动全球半导体产业绿色转型的有力证明。”
“台积电此举为整个半导体产业链树立了新的能效标杆，” 市场研究机构TechInsights的资深分析师指出，“根据我们从台积电获得的信息，这项技术将直接应用于其最新的制程工艺。随着全球对芯片需求持续增长，功耗已成为制约数据中心、高性能计算等关键领域发展的因素之一。台积电在提升制造环节能效上的努力，将有效降低下游产品的碳足迹，强化其客户产品的市场竞争力。”
| 背景
半导体制造业是全球能源消耗增长最快的行业之一。台积电此前已承诺，到2050年实现全球运营100%使用可再生电力并达到净零排放。此次EUV光刻机能耗的显著降低，是其庞大节能蓝图中的关键一环。根据国际半导体产业协会（SEMI）的数据，制造设备的能耗占芯片总碳足迹的相当大部分，因此，核心制造设备的能效提升对全行业的减排目标至关重要。
展望未来，台积电表示将继续投资于绿色制造技术的研发，将可持续发展理念深度融入其技术蓝图，引领全球半导体产业走向一个更高效、更清洁的未来。
| 来源
核心信息来源于“台积电《2023年可持续发展报告》”。在该报告的 “卓越能效” 章节中，台积电明确写道：“我们与设备商密切合作，导入先进机台节能功能，成功降低EUV机台峰值能耗达44%，并于2023年获得供应商节能联盟‘杰出贡献奖’的肯定。”
对于台积电这样的企业，像新制程节点、新工厂建设这类影响市场和股价的重大事件，会以“新闻稿”形式单独发布。而像能效提升这类属于持续性的运营优化和技术进步，通常会在年度性的 《可持续发展报告》 或 《企业社会责任报告》 中进行总结和披露。
| 参考
关于一台EUV光刻机全负荷运转的耗电量，并没有一个官方统一的单一数字，因为它取决于具体的机型、配置和运行状态。但我们可以通过业内公开的数据进行一个可靠的估算。
一台先进的EUV光刻机（如ASML的NXE:3400C或更新的3400E），在全力运转下，每小时耗电量大约在1到1.5兆瓦时（即1000到1500度电）。
一天耗电量的计算：基于以上数据，我们可以计算其一天的耗电量：最低估算：1 MW × 24小时 = 24,000度电；最高估算：1.5 MW × 24小时 = 36,000度电。这意味着，一台EUV光刻机一天的耗电量大约在24,000至36,000度电之间。
怎样来理解这个数字的概念？
与家庭用电对比：一个中国普通家庭的平均日用电量大约在10-30度。我们取一个中间值20度。一台EUV光刻机一天的耗电量，大约相当于1200到1800个家庭一天的用电总和。与电动汽车对比：一辆特斯拉Model 3的电池容量大约为60度电，理论上可续航约400公里。一台EUV光刻机运行一天消耗的电量，可以充满400到600辆特斯拉Model 3，足够这些车绕地球跑很多圈。
为什么EUV光刻机如此耗电？
其巨大的能耗主要来自于将“普通”光源转换成“极紫外”光的过程，效率极低：激光激发等离子体：设备用高功率的二氧化碳激光，连续轰击从空中射下的液态锡滴。极低的转换效率：这个过程的能量转换效率非常低，只有大约0.02%。也就是说，输入100%的电能，只有极小一部分能转换成可用的13.5纳米波长的EUV光，其余绝大部分能量都以热量的形式被浪费掉了，需要强大的冷却系统来散热。真空环境：整个光刻过程需要在高度真空的环境中完成，维持真空也需要消耗能量。精密控制：对光源、掩膜台、晶圆台的精密控制本身也是耗能大户。
台积电的突破意义重大
这正是我们之前讨论的台积电将EUV功耗降低44% 这一突破如此令人振奋的原因。
以中间值1.25兆瓦/小时计算，降低44%的功耗，意味着每小时可节省约0.55兆瓦的电力。一天就能节省 0.55 MW × 24小时 = 13,200度电。对于台积电拥有数十台EUV光刻机的庞大生产线而言，这项改进每年节省的电力将是数亿度级别，无论在成本还是环保方面，价值都极其巨大。
EUV光刻机是名副其实的“电老虎”，其单日耗电量堪比一个小型城镇。而半导体行业在提升其能效方面的每一点进步，都对全球的绿色可持续发展具有重大意义。
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