Als weltweit führende Halbleitergießerei ist TSMC mit seinen Maßnahmen zur Reduzierung des Energieverbrauchs in der hochentwickelten Prozessproduktion führend bei der Verfolgung ähnlicher Energiesparziele seiner Mitbewerber. Derzeit hat TSMC die Effizienz seiner EUV-Systeme (Extrem-Ultraviolett-Lithographie) weiter gesteigert, doch die neueste Version markiert den Übergang des Unternehmens zu einem intelligenteren Energiemanagement in Echtzeit.
Berichten zufolge haben die wichtigsten Produktionsstandorte von TSMC in Taiwan – darunter die Fabriken 15B, 18A und 18B – im September dieses Jahres offiziell den „Dynamic Energy Saving Management Plan“ eingeführt, der sich auf Lithografiesysteme für extremes Ultraviolett konzentriert. Diese Art von Ausrüstung war schon immer die Ausrüstung mit dem höchsten Stromverbrauch in der Halbleiterproduktionslinie. Das Unternehmen geht davon aus, diese Lösung noch in diesem Jahr für alle EUV-Geräte auf der ganzen Welt einzuführen und sie in neuen Fabriken wie Fab 21 Phase II in Arizona, USA, vollständig einzusetzen. TSMC schätzt, dass das System bis 2030 insgesamt 190 Millionen Kilowattstunden Strom einsparen und gleichzeitig die CO2-Emissionen um etwa 101.000 Tonnen reduzieren kann.
Obwohl die spezifischen technischen Details nicht veröffentlicht wurden, bedeutet dies, dass das Framework nicht auf einer EUV-spezifischen technischen Transformation beruht, da erwartet wird, dass es später in DUV-Lithographiemaschinen (Deep Ultraviolett) und anderen Produktionsanlagen verwendet wird. Kern der neuen Lösung soll laut Analysten ein intelligentes Einstellgerät sein, um den Energieverbrauch flexibel entsprechend der tatsächlichen Belichtungsdauer des Wafers zu verteilen. So können Geräte beispielsweise den Stromverbrauch in Leerlaufzeiten in Echtzeit senken und die Energieeffizienz durch Informationsverknüpfung und flexible Planung in Reinräumen verbessern.
Die Verbesserung der Energieeffizienz war schon immer eine wichtige Herausforderung für die fortschrittlichen Lithografiesysteme von TSMC. EUV-Lithographiemaschinen werden von ASML in den Niederlanden hergestellt. Sie sind unverzichtbare Geräte für die Herstellung modernster Logikchips, verbrauchen jedoch im Betrieb enorme Mengen Strom. TSMC sagte letztes Jahr, dass es durch interne Neugestaltung und Optimierung den Energieverbrauch des Systems der neuen Generation um etwa ein Viertel reduziert habe, hauptsächlich aufgrund der Automatisierung des Produktionsprozesses und Verbesserungen der Systemkooperation. Diese Upgrades haben die Spitzenleistung der Anlagen um bis zu 44 % reduziert, ohne die Prozessleistung, den Ertrag oder die Produktqualität zu beeinträchtigen.
Trotz erheblicher Fortschritte zeigt der enorme Stromverbrauch von TSMC Raum für weitere Verbesserungen. Statistiken zufolge wird der Stromverbrauch des Unternehmens im Jahr 2024 25,55 Milliarden Kilowattstunden erreichen, wovon nur 3,61 Milliarden aus erneuerbaren Energien stammen werden, was etwa 9 % des gesamten Stromverbrauchs Taiwans ausmacht. Es ist zu beachten, dass Lithografie- und Prozessgeräte weniger als die Hälfte des gesamten Stromverbrauchs ausmachen und mehr Strom für unterstützende Einrichtungen wie Fabrikkühlung, Klimatisierung und Reinraumbetrieb verwendet wird.
Durch die Reduzierung der Energieverschwendung bei Produktionsanlagen verringert TSMC einen Teil seines CO2-Fußabdrucks, aber die jährlichen Einsparungen bei der Stromrechnung (ca. 22,44 Mio. NT$ bei aktuellen Strompreisen) machen nur einen kleinen Teil der gesamten Stromausgaben aus.