Одна EUV- машина для производства чипов потребляет столько же энергии, сколько небольшой город. К 2030 году фабрики EUV будут потреблять 54 000 гигаватт — больше, чем Сингапур.
Экстремальная ультрафиолетовая (EUV) литография, которую корректнее было бы переводить как фотолитография в жестком ультрафиолете, на протяжении многих лет будет играть важную роль в современных технологических процессах и производстве полупроводников. Однако при мощности 1400 киловатт на один EUV-инструмент — этого достаточно, чтобы обеспечить энергией небольшой город — системы EUV-литографии стали значительным потребителем энергии, что влияет на окружающую среду. TechInsights считает, что к 2030 году энергопотребление всех фабрик, оснащенных инструментами EUV, превысит 54 000 гигаватт (ГВт) в год, что больше, чем потребляют многие страны, например Сингапур или Греция, в год.
Для современных EUV-сканеров с низким NA требуется до 1170 кВт, а для инструментов с высоким NA следующего поколения, по прогнозам, потребуется до 1400 кВт на единицу. Количество таких устройств, установленных на фабриках Intel, Micron, Samsung, SK hynix и, конечно же, TSMC, растёт с каждым годом.
К 2030 году количество фабрик с электронно-лучевыми сканерами увеличится с 31 до 59, а количество работающих инструментов примерно удвоится. В результате все установленные электронно-лучевые системы будут потреблять 6100 ГВт/год электроэнергии, что говорит о том, что к тому времени будут работать сотни машин.
6100 ГВт/год — энергопотребление, сопоставимое с энергопотреблением Люксембурга, — это немного. Однако для производства каждого усовершенствованного чипа требуется более 4000 операций, а на производстве используются сотни инструментов. На оборудование для электронно-лучевой литографии приходится примерно 11% от общего потребления электроэнергии на производстве, а остальное приходится на другие инструменты, системы отопления, вентиляции и кондиционирования, а также охлаждающее оборудование. В результате энергопотребление всех фабрик, оснащенных инструментами для электронно-лучевой литографии с низким и высоким NA, увеличится до 54 000 ГВт в год.
Для сравнения: 54 000 гигаватт в год — это примерно в пять раз больше, чем потребляли центры обработки данных Meta в 2023 году. Это также больше, чем потребляют Сингапур, Греция или Румыния в год, и более чем в 19 раз больше, чем потребляет Лас-Вегас-Стрип в год. Однако, несмотря на то, что это значительный объём электроэнергии, он составляет всего 0,21% от мирового потребления электроэнергии в 2021 году (25 343 000 ГВт/год), что является довольно небольшой долей.
Поскольку к 2030 году количество фабрик, оснащенных EUV-оборудованием, увеличится почти вдвое, а энергопотребление вырастет более чем в два раза, энергетическая инфраструктура столкнется со значительными трудностями. Даже сегодня такие компании, как AWS, Google, Meta и Microsoft, пытаются найти места для строительства своих центров обработки данных мощностью в мега- и гигаватты, поскольку электросети должны быть способны справиться с ними.