وباعتبارها المسبك الرائد لأشباه الموصلات على مستوى العالم، فإن إجراءات TSMC لتقليل استهلاك الطاقة في إنتاج العمليات المتقدمة تقود أقرانها إلى تحقيق أهداف مماثلة لتوفير الطاقة. حاليًا، استفادت TSMC من المزيد من الكفاءات من أنظمتها EUV (الطباعة الحجرية فوق البنفسجية القصوى)، لكن الإصدار الأخير يمثل انتقال الشركة إلى إدارة ذكية للطاقة في الوقت الفعلي.
وفقًا للتقارير، أطلقت قواعد الإنتاج الرئيسية لشركة TSMC في تايوان - بما في ذلك المصانع 15B و18A و18B - رسميًا "خطة إدارة توفير الطاقة الديناميكية" في سبتمبر من هذا العام، مع التركيز على أنظمة الطباعة الحجرية فوق البنفسجية القصوى. كان هذا النوع من المعدات دائمًا هو المعدات الأكثر استهلاكًا للطاقة في خط إنتاج أشباه الموصلات. وتتوقع الشركة الترويج لهذا الحل لجميع معدات الأشعة فوق البنفسجية في جميع أنحاء العالم خلال هذا العام وستستخدمه بالكامل في المصانع الجديدة مثل Fab 21 Phase II في أريزونا بالولايات المتحدة الأمريكية. وتقدر TSMC أنه بحلول عام 2030، يمكن للنظام توفير ما مجموعه 190 مليون كيلووات/ساعة من الكهرباء مع تقليل انبعاثات الكربون بحوالي 101000 طن.
على الرغم من أن التفاصيل الفنية المحددة لم يتم الإعلان عنها، نظرًا لأنه من المتوقع أن يتم استخدام الإطار لاحقًا في آلات الطباعة الحجرية DUV (الأشعة فوق البنفسجية العميقة) ومعدات الإنتاج الأخرى، فهذا يعني أنه لا يعتمد على التحول الهندسي الخاص بـ EUV. يعتقد المحللون أن جوهر الحل الجديد يجب أن يكون جهاز ضبط ذكي لتخصيص استهلاك الطاقة بمرونة وفقًا لفترة التعرض الفعلية للرقاقة. على سبيل المثال، يمكن للمعدات تقليل استهلاك الطاقة في الوقت الفعلي أثناء فترات الخمول، وتحسين كفاءة الطاقة من خلال ربط المعلومات والجدولة المرنة في الغرف النظيفة.
لقد كان تحسين كفاءة استخدام الطاقة دائمًا تحديًا مهمًا لأنظمة الطباعة الحجرية المتقدمة لدى TSMC. يتم تصنيع آلات الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية بواسطة ASML في هولندا. إنها معدات لا غنى عنها لتصنيع الرقائق المنطقية الأكثر تقدمًا، ولكنها تستهلك كميات هائلة من الطاقة أثناء التشغيل. قالت TSMC العام الماضي إنها من خلال إعادة التصميم الداخلي والتحسين، خفضت استهلاك الطاقة لنظام الجيل الجديد بحوالي الربع، ويرجع ذلك أساسًا إلى أتمتة عملية الإنتاج والتحسينات التعاونية للنظام. أدت هذه الترقيات إلى تقليل الطاقة القصوى للمعدات بنسبة تصل إلى 44% دون التأثير على مخرجات العملية أو الإنتاجية أو جودة المنتج.
على الرغم من التقدم الكبير، يُظهر مقياس استهلاك الطاقة الضخم لشركة TSMC مجالًا للتحسين المستمر. وبحسب الإحصائيات، سيصل استهلاك الشركة من الكهرباء في عام 2024 إلى 25.55 مليار كيلووات/ساعة، منها 3.61 مليار فقط ستأتي من الطاقة المتجددة، وهو ما يمثل حوالي 9% من إجمالي استهلاك الكهرباء في تايوان. تجدر الإشارة إلى أن الطباعة الحجرية ومعدات المعالجة تمثل أقل من نصف إجمالي استهلاك الكهرباء، ويتم استخدام المزيد من الكهرباء لدعم المرافق مثل تبريد المصانع وتكييف الهواء وتشغيل الغرف النظيفة.
ومن خلال خفض هدر الطاقة في معدات الإنتاج، تعمل شركة TSMC على تقليل جزء من بصمتها الكربونية، لكن التوفير السنوي في فاتورة الكهرباء (حوالي 22.44 مليون دولار تايواني جديد بأسعار الكهرباء الحالية) لا يمثل سوى جزء صغير من إجمالي نفقات الكهرباء.