EUVリソグラフィマシンは次の課題に直面しています
極端な紫外線(EUV)リソグラフィー技術の導入は、この技術の消費電力要件の増加に影響される可能性があります。
EUVは最新のチップ製造プロセスの重要な技術であり、ヨーロッパは常にこの技術の中核であり、オランダのASMLとベルギーのIMECを通じて存在しています。
次世代の高NA EUVテクノロジーの開発は複雑で費用がかかり、3億5,000万ドル相当の機器のセット(約25億人民元)です。米国政府は最近、この技術をさらに開発するために、ニューヨーク州アルバニーに10億ドルのセンターの設立を発表しました。
EUV R&Dセンターの資金は主にソブリンサプライチェーンのチップ法に使用されていますが、テクノロジーの消費と持続可能性に焦点を当てる必要があります。
EUVテクノロジーは、ASMLが2013年にアメリカのメーカーCymer EUV光源を買収したおかげで、長い間開発されてきました。この技術は、2010年の遅延、2015年の7NMテクノロジーを取り巻く議論、2018年の射撃も経験しました。それが直面する挑戦。
Intelは、容量拡大の一環として、同社はEUVの生産展開を完了し、5年以内に4つのプロセスノードを完了すると述べました。同社は、オレゴン州の開発工場に高NA EUVリソグラフィマシンを設置しています。
Intel CEOのPat Geldesigner氏は、「「主要な」戦略により、市場需要に迅速に対応できるようになりました。EUVへの移行が完了し、Intel 18a(1.8nm)が発売されます。Intel 14a(1.4nm)以降のノードは、さらに正常になります。
これには、2022年にアイルランドのレックスリップの工場にEUV機器の設置が含まれます。しかし、このデバイスには、特に高さの点で工場でより多くのスペースが必要なため、新しい建物でよく使用されます。
報告によると、別の高NA EUVシステムがTSMCによってインストールされており、1.8NMおよび1.6NMプロセステクノロジーも研究しています。
現在の低NA EUV機器には最大1170キロワットの消費電力が必要ですが、各高NA EUVシステムには最大1400キロワットの電力(小型都市に十分な電力)が必要であり、半導体ウェーハファブで最もエネルギー効率の高いマシンになります。EUVを装備したウェーハファブの数が増加し続けるにつれて、電力の需要も急増し、パワーインフラストラクチャと持続可能性に課題をもたらします。
TechInsightsは現在、EUVリソグラフィテクノロジーを使用する31のウェーハファブと、2030年末までにEUVを実装する追加の28ウェーハファブを追跡しています。年間6100ギガワットの消費電力。
このテクノロジーにより、CMOSプロセステクノロジーの幾何学的寸法が小さいことが可能になり、人工知能(AI)、高性能コンピューティング(HPC)、および自律運転に重要なより小さく、より強力なチップの生産が可能になります。ただし、TechInsightsレポートは、これには膨大なコスト、つまりエネルギー消費が必要であると指摘しています。
EUV機器は、半導体ウェーハファブで最もエネルギー消費コンポーネントですが、電力消費量の約11%しか占めていません。他のプロセスツール、施設機器、およびHVACシステムも、全体的なエネルギーフットプリントに大きく貢献しています。
2030年までに、EUV機器を使用した59の主要な半導体生産施設は、毎年54000ギガワットの電力を消費し、シンガポール、ギリシャ、またはルーマニアの年間電力消費量を超え、米国のラスベガスストリップの年間電力消費量を超えています。各施設は、最先端のデータセンターの消費電力に相当する、年間平均915ギガワットの電力を消費します。これは、半導体業界での需要の高まりをサポートするための持続可能なエネルギーソリューションの緊急の必要性を強調しています。
半導体を生産している500を超える企業がありますが、特定の地域のエネルギーグリッドに影響を与えるEUVリソグラフィシステムをサポートする手段、需要、スキルを持っているのはごくわずかです。大量生産でEUVシステムを使用するウェーファーには、TSMC(台湾、China、アリゾナ)、ミクロン(台湾、China、日本、アイダホ、ニューヨーク)、インテル(アリゾナ、オハイオ、オレゴン)、サムスン(南朝鮮)(テキサス州南韓国)、SK Hynix(韓国)。
TechInsightsのシニアサステナビリティアナリストであるLara Chamnessは、持続可能な未来を確保するために、業界はエネルギー効率の高い技術に投資し、再生可能エネルギーを探求し、政策立案者と協力して電力インフラストラクチャの課題に対処する必要があると述べました。