SemiVision數據顯示，台積電2024年用電量達255.5億度，其中219.4億度來自非再生能源，占比逾83%。細看用電結構，製程設備占46.1%，其餘53.9%來自廠務運作。顯示節能關鍵不僅在製程本身，更在於廠務系統優化。
為降低高階製程能耗，台積電與供應商推動「EUV動態節能計畫」，實測EUV產線設備每年可節省約8%能源，並逐步導入十五B與十八A/B廠，預計至2030年累積節電1.9億度、減碳10.1萬公噸。
除製程設備外，壓縮空氣乾燥系統也是廠務耗能環節之一。在晶圓與面板製程中，壓縮空氣廣泛用於吹淨與製程控制，若含有水氣，可能造成晶圓氧化、影響材料特性，甚至導致面板亮點與短路缺陷。水氣雖不可見，卻是影響良率的隱形變數。
目前產業多採吸附式乾燥機去除水分，常見材料如活性氧化鋁。然而吸附劑飽和後須加熱至160至180℃再生，全年運轉下耗能可觀，長期累積成為廠務系統的重要能源負擔。
針對此痛點，工研院開發MOFs（金屬有機骨架）節能吸附乾燥技術，從材料結構優化著手。該材料由金屬離子與有機配體組裝成高度有序多孔晶體，比表面積最高可達每公克1,212平方公尺，相當於三座籃球場面積，顯著提升水分子吸附效率。
技術關鍵在於孔徑精準調控，使材料在吸附階段能有效抓取水分子，再生時卻無需近200℃高溫，只需約80℃低溫熱源或廠內餘熱即可完成脫附。依測試數據，整體乾燥系統可帶來至少10%以上節能效益，同時提升廢熱再利用效率。
目前技術已從實驗室走向試量產，完成十噸級平台建置，並推進百噸級產能驗證。為解決粉體不易導入問題，團隊開發造粒技術，將MOFs製成2至5毫米高強度顆粒，可直接替換既有乾燥機填料，無須大幅改造設備，降低導入門檻。
在全球ESG與碳關稅壓力升溫下，半導體產業除了持續推進先進製程，也必須同步優化能源結構。相較於製程節點競賽，這類隱藏在廠務系統中的材料創新，正逐步成為支撐良率穩定與低碳轉型的重要基礎。
點擊閱讀下一則新聞
