参考消息网11月13日报道 西班牙《国家报》网站10月30日刊登题为《芯片的死胡同:制造芯片消耗的能源已经相当于整个国家的能源消耗》的文章,作者是路易斯·恩里克·贝拉斯科,内容编译如下:
专家警告,满足市场对微处理器的爆炸性需求正在成为绿色转型的障碍。
2024年上半年,美国芯片制造商英伟达的业绩令人欣喜。该公司的半导体全球出货量增长了两倍,这充分证明了一个时代的格言:全世界都渴望这种微小的技术。然而,半导体生产却面临一个重大挑战:生产所需的电力需求不断增长。专家警告说,满足市场对微处理器的爆炸性需求正在成为绿色转型的障碍。为了创造一种对人工智能和数据中心的发展等领域都至关重要的技术,制造尖端芯片需要的庞大而复杂的设备需要消耗大量的电力。
具体而言,电脑、洗衣机或移动电话中使用的微小矩形芯片作为一种微处理器,需要复杂的极紫外光刻机(EUV)来制造,这种工艺是将硅晶片,也就是芯片的基础材料,置于人眼不可见的光波中。
据彭博社报道,为了重现光束,最新型号的专用设备需要消耗大约1兆瓦的电力,相当于一个西班牙家庭四个月的平均能耗。美国麦肯锡公司十年前就曾警告,一家传统半导体制造工厂每年消耗的能源相当于约5万个家庭一年的耗电量。事实上,麦肯锡当时还指出,芯片“超级工厂”的耗电量超过了汽车制造厂和炼油厂。
西班牙国家研究委员会的纳米技术专家何塞·路易斯·科斯塔认为,目前大多数地区都没有把这种情况视为问题,“因为这是一个具有战略意义的关键领域,在能源支出方面不会有任何阻碍”。除了电子消费品外,武器装备、航空航天和汽车等领域使用的芯片也已成为产品开发必不可少的一部分。世界半导体贸易统计协会的数据显示,今年2月全球微处理器销售额同比增长16.3%,达到397亿美元,预计2024年全年将增长13.1%。
“芯片制造过程需要极高精度和严格的控制,这通常会对电力和水资源产生巨大需求。此外,半导体制造中使用的许多材料,如硅等都需要经过密集型、高耗能的提取和提纯过程,”科斯塔说,“由于这些原因,从长远来看,这种生产模式是不可持续的。”
产业界则为自己辩护称,半导体制造技术的发展推动了其他领域的可持续发展和节能。科斯塔在一定程度上也同意这一观点。他认为,半导体行业已经在探索更持续的芯片生产方式,例如用光来处理信息或量子态技术等,“这将非常高效,并将大大减少能源浪费和对环境的影响”。科斯塔举例指出,佳能公司最近宣布将凭借纳米印刷技术进入光刻机市场,目前这一市场由荷兰阿斯麦公司主导。科斯塔指出,纳米印刷技术有望实现类似的尺寸,但价格和能耗只有其十分之一。
英特尔等芯片领域的其他公司虽然并不那么出众,但也在努力让争夺市场领先地位的竞赛更加绿色和可持续。这家美国公司之所以能在可再生能源方面超越亚洲同行,部分原因是它在亚利桑那州、新墨西哥州和俄勒冈州的工厂可以使用绿色能源。彭博社指出,2021年该公司80%的电力来自可再生能源,超过上一年的71%。但是,彭博社同时也警告,由于采用尖端制造技术,总体耗电量依然在大幅增加。
在这个需要多层次设计和制造的复杂市场中,为了争夺领先地位,一些国家已经投入巨资提升制造能力,以抵御供应链的冲击。然而,环境影响似乎并没有成为欧美国家的主要考虑因素。