台積電將在嘉義科學園區新設兩座CoWoS先進封裝廠，首座預計在今年五月動工，2028年量產。蘇義傑攝
美國媒體《彭博》報導，由於體積更小、能源效率更高的半導體所需電力愈來愈多，亞洲將很難捨棄化石燃料。舉例來說，估計到了2025年，台積電的耗能將占台灣整體的12.5%。
製造全球最先進半導體所需的機器稱為「極紫外光微影系統」（EUVs），是用人眼不可見的光波照射矽晶圓，把圖樣刻進晶圓表面的材料，精確度須在幾奈米之內。
為了產生這種特殊光波，極紫外光微影系統用雷射蒸發液態錫，然後用鏡子把光匯聚成更短的波長。全球只有荷蘭的艾司摩爾控股公司（ASML Holding NV）生產這種體積相當於巴士的設備，內含10萬個零組件，價值超過1.5億美元。
極紫外光微影系統也是一個明顯實例，說明了推動製造更小、更有效、能源效率更高的半導體如何導向更複雜、能源更密集的製程。
EUVs耗能增10倍，晶片業恐成減碳絆腳石
每台機器耗電量約為1百萬瓦特，是前幾代設備的10倍之多。由於沒有其他替代方案可用來製造最先進的半導體，晶片業可能會是全球減少碳排放量的大型絆腳石之一。
台灣積體電路製造公司作為全球最大的外包晶片供應商，也是極紫外光微影系統的第一大買主，目前擁有80台以上，且正在規模達200億美元的台南晶圓廠安裝新一代機器。
彭博（Bloomberg）報導指出，由於極紫外光微影系統需要大量電力才能運作，預料台積電耗掉的電力很快就會超過2100萬人口的斯里蘭卡全國所需能源。2020年，台積電消耗的能源占台灣整體耗能6%左右，預期到了2025年將占12.5%。
除了台積電以外，大型記憶晶片製造商美光科技（Micron Technology Inc）也規劃在台中廠採用至少一台極紫外光微影系統。彭博行業研究（Bloomberg Intelligence）分析師查爾斯．岑（Charles Shum）估算，台灣各大工廠的所有晶片生產，3年內將有1／4需要極紫外光微影系統才能運作。
中央大學管理講座教授梁啟源說，除非晶片製造商開始打造自己的電廠，否則台灣將沒有足夠電力可供半導體產業使用。
他還表示，台灣的運轉儲備很可能會在今年某個時間點降到政府視為「合理」的10%以下。運轉儲備是指用來應付需求無預警暴增或供電中斷的預留發電量。
晶片產量和地球永續能兼得嗎？
晶片製造業對台灣經濟至關重要，而電力競爭趨於激烈所產生的影響，很可能波及其他領域。綠色和平（Greenpeace）氣候與能源專案主任鄭楚忻說：「缺電肯定會發生。台積電將占據台灣大半能源供應，會損害其他產業。」
艾司摩爾公司正面對前所未見的高度需求。彭博行業研究的資深分析師若杉正博（Masahiro Wakasugi，音譯）預估，即使美國施壓，想阻止中國取得沒那麼高端的晶片製造設備，艾司摩爾2023年度銷售額仍可能成長超過30%，達260億美元左右。
艾司摩爾財務長達森（Roger Dassen）4月曾說，公司正研究於2025年增加出貨極紫外光微影系統，從原本目標70台擴大到90台的可能性。
雖然不是不可能找到更永續的方式來製造晶片，但業界對於放慢擴張速度沒什麼興趣。
比利時微電子研究中心（Interuniversity Microelectronics Centre）永續計畫主任拉納爾松（Lars-Ake Ragnarsson）說：「整體上，進度和時間都不夠了。我們有那麼多事要處理，這些都需要時間和金錢。這項產業成長非常迅速，如果我們坐視不管，問題就會惡化。」
本文轉載自2022.08.26「中央社」，僅反映作者意見，不代表本社立場。