یک دستگاه تراشه‌سازی EUV به اندازه شهری کوچک برق مصرف می‌کند!
اسکنرهای لیتوگرافی فرابنفش فرین (EUV) برای فناوری‌های مدرن و تولید قطعات نیمه‌رسانا در سال‌های آتی حیاتی به‌نظر می‌رسند. با وجود تمامی مزایا، سیستم‌های EUV با مصرف برق ۱۴۰۰ کیلووات به‌ازای هر دستگاه (که برای تأمین برق یک شهر کوچک کافی است)، به مصرف‌کنندگان بزرگ برق تبدیل شده‌اند.
براساس گزارش TechInsights مصرف برق همه‌ی Fab-های (کارخانه‌ی ساخت ریزتراشه) مجهز به ابزار EUV تا سال ۲۰۳۰ از ۵۴٬۰۰۰ گیگاوات در سال فراتر خواهد رفت؛ این مقدار بیشتر از برق مصرفی کشورهایی مانند سنگاپور یا یونان در کل سال است.
تحلیلگران TechInsights معتقدند اسکنرهای EUV فعلی (مدل‌های Low-NA) تا ۱۱۷۰ کیلووات برق نیاز دارند و ابزارهای نسل بعدی (High-NA) به ۱۴۰۰ کیلووات انرژی نیاز خواهند داشت.
تعداد اسکنرهای پیشرفته‌ی EUV به‌مرور زمان درحال افزایش است
تعداد دستگاه‌های نصب‌شده در کارخانههای اینتل، مایکرون، سامسونگ، SK Hynix و البته TSMC هر سال افزایش می‌یابد. بر این اساس، تا سال ۲۰۳۰ تعداد کارخانههای دارای اسکنر EUV از ۳۱ مورد به ۵۹ مورد افزایش خواهد یافت و تعداد ابزارهای درحال کار نیز تقریباً دو برابر خواهد شد. در نتیجه، تمامی سیستم‌های EUV نصب‌شده، ۶۱۰۰ گیگاوات در سال انرژی مصرف خواهند کرد. ۶۱۰۰ گیگاوات در سال (مصرف برق قابل قیاس با لوکزامبورگ) شاید به‌تنهایی زیاد نباشد؛ اما ساخت هر تراشه‌ی پیشرفته بیش از ۴۰۰۰ مرحله دارد و صدها ابزار در یک کارخانه به‌کار گرفته می‌شوند.
ابزارهای EUV تقریباً ۱۱ درصد از کل برق مصرفی در یک کارخانه و سایر سیستم‌ها (ابزارهای گرمایش و تهویه‌ی مطبوع و سیستم‌ها و تجهیزات خنک‌کننده) باقی‌مانده‌ی برق مصرفی را به خود اختصاص می‌دهند. در نتیجه، مصرف برق تمام کارخانههای مجهز به اسکنرهای EUV Low-NA یا High-NA به ۵۴٬۰۰۰ گیگاوات در سال خواهد رسید.
مصرف ۵۴٬۰۰۰ گیگاوات برق در سال؛ حدود پنج برابر بیشتر از مصرف دیتاسنترهای متا در سال ۲۰۲۳
برای درک بزرگی حجم برق مصرفی، ۵۴٬۰۰۰ گیگاوات برق در سال حدود پنج برابر بیشتر از مصرف دیتاسنترهای متا در سال ۲۰۲۳ و بیش‌از مصرف سالانه‌ی سنگاپور، یونان یا رومانی و بیش‌از ۱۹ برابر برق مصرفی لاس‌وگاس استریپ (منطقه‌ای شهری در لاس‌وگاس) در سال است. این مقدار مصرف قابل‌توجه است؛ اما تنها ۰٫۲۱ درصد از مصرف برق جهانی در سال ۲۰۲۱ محسوب می‌شود و نسبت به ۲۵٬۳۴۳٬۰۰۰ گیگاوات مصرف کل جهان در سال سهم کمی به‌نظر می‌رسد.
اگر ۵۹ مرکز تولید نیمه‌هادی پیشرفته با ابزار EUV حدود ۵۴٬۰۰۰ گیگاوات برق در سال مصرف کنند، سهم هرکدام ۹۱۵ گیگاوات در سال است که با توان مصرفی پیشرفته‌ترین دیتاسنترهای جهان قابل مقایسه است.
پیش‌بینی می‌شود تعداد کارخانه‌های‌های مجهز به EUV تا سال ۲۰۳۰ تقریباً دو برابر شود و قاعدتاً مصرف انرژی آن‌ها نیز بیش‌از دو برابر می‌شود؛ ازاین‌رو زیرساخت‌های برق با چالش‌های قابل‌توجهی روبه‌رو خواهند شد.
چالش‌های زیرساخت، همین‌حالا نیز وجود دارند و امروزه شرکت‌هایی مانند متا، گوگل و آمازون و مایکروسافت برای ساخت دیتاسنتر در مقیاس مگاوات و گیگاوات، به‌دنبال تامین زمین هستند.
نظرات