解密先进光刻机的电能饕餮:为何光刻机如此高
发布日期:2023-08-20 17:34浏览次数:
近年来,光刻技术在半导体制造领域占据重要地位,然而,众所周知,光刻机的耗电量之高令人震惊。以荷兰AS ML光刻机为例,每日高达3万度的耗电量引发了人们对于其电能消耗的疑问。尤其令人瞩目的是台积电,世界最大的半导体制造厂,拥有30台AS ML光刻机,每日消耗的电量高达90万度,几乎相当于台湾发电量的7%。究竟是什么原因造成了光刻机如此巨大的能源需求呢?
光刻机之所以如此耗电,根本原因在于其采用的是非凡的光源。AS ML光刻机使用的是一种称为极紫外光的特殊光源,其强度高达激光的15倍。这种光源不仅不同于自然光,更具有足以切割钢板的强大能量。在光刻机工作时,紫外光以每秒5万次的频率进行反射,以修正电路,最终将晶源定位到精确位置。
值得一提的是,AS ML光刻机被公认为是世界上最复杂、最精确的机器之一。其精度可达惊人的地步,足以在一根头发丝上绘制一幅清明上河图。然而,在制作芯片时,紫外光的易吸收性导致光的损耗极大,每次反射都会损失30%的光能。经过多次反射,只有2%的光能够到达晶源,其余光能被浪费。这意味着,芯片制造过程中大部分的电能被耗散。
不仅如此,制造芯片时产生的大量热量需要大量的电力来冷却设备,从而进一步增加了光刻机的电能消耗。当芯片规模扩大时,电力需求随之激增。
综上所述,光刻机的高能耗主要归因于其采用的极紫外光源,以及在制造过程中光的损耗和热量的产生。尽管如此,光刻技术仍然在半导体行业扮演着至关重要的角色,不断为电子产业带来创新与突破。
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