外媒：能源瓶頸制約芯片生產(chǎn)
外媒：能源瓶頸制約芯片生產(chǎn)
來源：參考消息網(wǎng)
參考消息網(wǎng)11月13日?qǐng)?bào)道 西班牙《國(guó)家報(bào)》網(wǎng)站10月30日刊登題為《芯片的死胡同：制造芯片消耗的能源已經(jīng)相當(dāng)于整個(gè)國(guó)家的能源消耗》的文章，作者是路易斯·恩里克·貝拉斯科，內(nèi)容編譯如下：
專家警告，滿足市場(chǎng)對(duì)微處理器的爆炸性需求正在成為綠色轉(zhuǎn)型的障礙。
2024年上半年，美國(guó)芯片制造商英偉達(dá)的業(yè)績(jī)令人欣喜。該公司的半導(dǎo)體全球出貨量增長(zhǎng)了兩倍，這充分證明了一個(gè)時(shí)代的格言：全世界都渴望這種微小的技術(shù)。然而，半導(dǎo)體生產(chǎn)卻面臨一個(gè)重大挑戰(zhàn)：生產(chǎn)所需的電力需求不斷增長(zhǎng)。專家警告說，滿足市場(chǎng)對(duì)微處理器的爆炸性需求正在成為綠色轉(zhuǎn)型的障礙。為了創(chuàng)造一種對(duì)人工智能和數(shù)據(jù)中心的發(fā)展等領(lǐng)域都至關(guān)重要的技術(shù)，制造尖端芯片需要的龐大而復(fù)雜的設(shè)備需要消耗大量的電力。
具體而言，電腦、洗衣機(jī)或移動(dòng)電話中使用的微小矩形芯片作為一種微處理器，需要復(fù)雜的極紫外光刻機(jī)(EUV)來制造，這種工藝是將硅晶片，也就是芯片的基礎(chǔ)材料，置于人眼不可見的光波中。
據(jù)彭博社報(bào)道，為了重現(xiàn)光束，最新型號(hào)的專用設(shè)備需要消耗大約1兆瓦的電力，相當(dāng)于一個(gè)西班牙家庭四個(gè)月的平均能耗。美國(guó)麥肯錫公司十年前就曾警告，一家傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造工廠每年消耗的能源相當(dāng)于約5萬個(gè)家庭一年的耗電量。事實(shí)上，麥肯錫當(dāng)時(shí)還指出，芯片“超級(jí)工廠”的耗電量超過了汽車制造廠和煉油廠。
西班牙國(guó)家研究委員會(huì)的納米技術(shù)專家何塞·路易斯·科斯塔認(rèn)為，目前大多數(shù)地區(qū)都沒有把這種情況視為問題，“因?yàn)檫@是一個(gè)具有戰(zhàn)略意義的關(guān)鍵領(lǐng)域，在能源支出方面不會(huì)有任何阻礙”。除了電子消費(fèi)品外，武器裝備、航空航天和汽車等領(lǐng)域使用的芯片也已成為產(chǎn)品開發(fā)必不可少的一部分。世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，今年2月全球微處理器銷售額同比增長(zhǎng)16.3%，達(dá)到397億美元，預(yù)計(jì)2024年全年將增長(zhǎng)13.1%。
“芯片制造過程需要極高精度和嚴(yán)格的控制，這通常會(huì)對(duì)電力和水資源產(chǎn)生巨大需求。此外，半導(dǎo)體制造中使用的許多材料，如硅等都需要經(jīng)過密集型、高耗能的提取和提純過程，”科斯塔說，“由于這些原因，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這種生產(chǎn)模式是不可持續(xù)的。”
產(chǎn)業(yè)界則為自己辯護(hù)稱，半導(dǎo)體制造技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了其他領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)能。科斯塔在一定程度上也同意這一觀點(diǎn)。他認(rèn)為，半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)在探索更持續(xù)的芯片生產(chǎn)方式，例如用光來處理信息或量子態(tài)技術(shù)等，“這將非常高效，并將大大減少能源浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的影響”。科斯塔舉例指出，佳能公司最近宣布將憑借納米印刷技術(shù)進(jìn)入光刻機(jī)市場(chǎng)，目前這一市場(chǎng)由荷蘭阿斯麥公司主導(dǎo)。科斯塔指出，納米印刷技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)類似的尺寸，但價(jià)格和能耗只有其十分之一。
英特爾等芯片領(lǐng)域的其他公司雖然并不那么出眾，但也在努力讓爭(zhēng)奪市場(chǎng)領(lǐng)先地位的競(jìng)賽更加綠色和可持續(xù)。這家美國(guó)公司之所以能在可再生能源方面超越亞洲同行，部分原因是它在亞利桑那州、新墨西哥州和俄勒岡州的工廠可以使用綠色能源。彭博社指出，2021年該公司80%的電力來自可再生能源，超過上一年的71%。但是，彭博社同時(shí)也警告，由于采用尖端制造技術(shù)，總體耗電量依然在大幅增加。
在這個(gè)需要多層次設(shè)計(jì)和制造的復(fù)雜市場(chǎng)中，為了爭(zhēng)奪領(lǐng)先地位，一些國(guó)家已經(jīng)投入巨資提升制造能力，以抵御供應(yīng)鏈的沖擊。然而，環(huán)境影響似乎并沒有成為歐美國(guó)家的主要考慮因素。
