近日，產(chǎn)業(yè)鏈的消息人士＠手機晶片達人稱，由于先進制程產(chǎn)能利用率開始下滑，而且評估之后下滑時間會持續(xù)一段周期，臺積電計劃從年底開始，將部分EUV設備關機，以節(jié)省EUV設備巨大的耗電支出。

EUV光刻機被譽為芯片制造上的“明珠”，專門用于生產(chǎn)高端芯片，該設備生產(chǎn)一天需要3萬度電左右，一年耗電大約1000萬度，是十足的“電老虎”。

據(jù)了解，目前臺積電擁有大約80臺EUV光刻機，主要用于7nm、5nm及以下的先進工藝，今年9月份還會量產(chǎn)3nm工藝，都需要EUV光刻機，這也導致了臺積電在電能方面的消耗極大。

結合最近產(chǎn)業(yè)曝出的消息來看，臺積電內(nèi)部決定放棄N3工藝，轉(zhuǎn)而在2023年下半年量產(chǎn)降本的N3E工藝，原因是N3工藝目前幾乎沒有客戶用得上。就臺積電目前的大客戶蘋果而言，在即將發(fā)布的iPhone14系列上的A16處理器不急著上3nm工藝，而是保持采用4nm工藝，再加上3nm的能效問題，蘋果連初代3nm芯片的計劃都取消了。

除了蘋果以外，華為海思由于某些原因，也無法繼續(xù)與臺積電合作并從后者處獲得3nm工藝芯片。這也導致了幾乎沒有客戶能夠采用臺積電3nm工藝打造芯片產(chǎn)品，畢竟一套3nm的光罩費用要上億美金，成本巨大。另一方面，市場現(xiàn)階段PC、手機、顯卡等產(chǎn)品的需求下滑，先進工藝生產(chǎn)的芯片也受到不小影響。

與DUV（深紫外光）光刻機相比，EUV光刻機的吞吐量相對較低，每小時可曝光處理的晶圓數(shù)量約在120片－175片之間，技術改進后，速度可以提升至275片每小時。但相對而言，EUV生產(chǎn)效率還是更高，原因在于1層EUV晶圓通常可以代替3－4層DUV晶圓。

據(jù)悉，晶圓制造采用的主流光源是氬氟激光，波長為193nm，而極紫外光的波長只有13．5nm，EUV光刻即以其作為光源。

EUV耗電量高的原因主要有幾個方面：

一，要激光高功率的極紫外光，需要通過功耗極大的激光器，這個過程會產(chǎn)生大量熱量，因此也需要優(yōu)秀且完備的冷卻、散熱系統(tǒng)來保證設備正常工作，而激發(fā)極紫外光和冷卻散熱都需要消耗大量電力。

二、光前進到晶圓的過程中，需要經(jīng)過十幾次反射鏡修正光路方向，而每經(jīng)過一次反射，會有約30％的損耗，最終大約只有不到2％的光線到達晶圓。過程中損耗的能量，也大量會轉(zhuǎn)化成熱量，這又帶來大量的散熱工作，又轉(zhuǎn)化成電力消耗。

三，晶圓廠產(chǎn)能很多時候吃緊，為提高產(chǎn)能，晶圓廠會進一步提升光源功率，從而提升曝光的節(jié)奏，這又帶來更多的用電。

綜合而言，EUV光刻機的耗電問題，本質(zhì)是從光源激發(fā)到晶圓生產(chǎn)過程中極低的能源轉(zhuǎn)換率。

值得注意的是，盡管EUV光刻機研發(fā)成本高昂，但依然受到全球各大晶圓廠的追捧。據(jù)悉，ASML計劃在2024年量產(chǎn)出貨新一代的NA EUV光刻機，助力臺積電，三星等企業(yè)完成2nm芯片的生產(chǎn)。并且到時候ASML會大幅度提升現(xiàn)款的EUV光刻機產(chǎn)能，預計2025年左右可具備年產(chǎn)90臺EUV光刻機的能力。

旺盛的市場需求給ASML帶來很大的生產(chǎn)壓力，雖然有大量的訂單涌入，但由于供應鏈“斷供”影響，ASML的很多訂單難以交付。雖然臺積電和三星今年采購的EUV光刻機訂單量達到了40臺，但ASML在第一季度出貨EUV光刻機的數(shù)量只有3臺，按這個出貨量來計算，ASML全年交付的EUV光刻機訂單只有十多臺。當然，經(jīng)過ASML對供應鏈的調(diào)整，交付數(shù)量應該會有所提升，據(jù)ASML透露，今年或只能完成60％的訂單量。

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