新型光刻機誕生！突破12nm圖案化，媲美EUV！

美國小型初創公司Substrate表示，該公司已開發出一種晶片製造裝置，其性能足以媲美目前最先進的光刻機裝置。

Substrate CEO James Proud表示，這款工具是該公司雄心勃勃的計畫的第一步，該計畫旨在建立美國晶片代工製造業務，與台積電在最先進的人工智慧（AI）晶片製造領域展開競爭。James Proud希望通過以遠低於競爭對手的價格生產所需工具來大幅降低晶片製造成本。

James Proud表示：“我們的首要目標是能夠在美國以最低的價格大批次生產出最好的晶圓。”他表示，業內許多人認為這不可能實現，“但我認為歷史經驗告訴我們，這種想法是錯誤的。”Substrate希望在美國建立一家代工廠，生產定製半導體。James Proud表示，根據目前計畫，其裝置可能在未來“幾年”內在美國的一家晶片製造廠（或稱晶圓廠）投入生產。

如果該公司成功，將對美國的經濟和國家安全產生深遠影響。美國總統唐納德·川普已將晶片製造業務回歸美國作為其計畫的關鍵組成部分，美國政府最近收購英特爾的股份。英特爾曾是領先的晶片製造商，但近年來在製造技術方面難以跟上台積電的步伐。

Substrate公司表示，已吸引包括中央情報局支援的非營利機構In-Q-Tel、General Catalyst、Allen & Co、Long Journey Ventures和Valor Equity Partners在內的多家投資機構，融資1億美元，估值超過10億美元。

然而，Substrate公司所追求的目標十分艱巨。

光刻技術是一項即使是大型公司也難以企及的工程壯舉，它需要極高的精度。ASML是全球唯一一家能夠大規模生產複雜工具的公司，這些工具利用極紫外（EUV）光刻技術，以極高的吞吐量在矽晶圓上生成圖案。

Substrate旨在對EUV光刻方法進行改進。儘管這家初創公司出於競爭原因不願透露細節，但該公司裝置使用粒子加速器從波長較短的X射線中產生光源。這種方法可以產生更窄的光束。

Substrate聲稱其裝置能夠列印12nm尺寸圖案，與High NA EUV裝置相當。這意味著這家初創公司的裝置能夠與目前最先進的生產線相媲美。Substrate表示，它不使用任何外部生產的光刻工具或智慧財產權，並且“已經建立了與任何其他半導體公司沒有重疊的差異化技術”。而目前全球頂級High NA EUV光刻機單價超過4億美元。

該公司稱，已在美國國家實驗室和其位於舊金山的工廠進行了演示。該公司提供了高解析度圖像，展示了Substrate裝置的性能。

大幅降低製造成本

“這對美國來說是一個憑藉本土公司重奪市場份額的機會，”橡樹嶺國家實驗室主任、高能X射線束專家Stephen Streiffer表示，“這是一項具有國家重要意義的工作，他們知道自己在做什麼。”

SemiAnalysis分析師Jeff Koch表示，如果Substrate成功實現大幅降低晶片製造成本的計畫，很可能會產生連鎖效應，就像SpaceX降低火箭發射成本的努力推動太空旅行的發展一樣。

但Substrate公司工程師和高管距離實現目標還有很長的路要走。Jeff Koch說：“他們堅信，在自主研發晶片工藝的過程中，首先要解決的是光刻技術問題。最終，這將取代台積電等巨頭。”

開發一種能夠與台積電相媲美的先進晶片製造工藝需要數十億美元，即使是英特爾和三星等公司也一直在努力完善這項技術。如今，晶片工廠的建設成本超過150億美元，而且需要專門的技術進行建設和營運。

James Proud表示，該公司尚未直接獲得政府資助，但包括美國商務部部長盧特尼克等在內的美國官員一直對Substrate的工作很感興趣。

James Proud和Substrate的投資者組建了約50人的團隊，由來自學術界和半導體領域的頂尖人才組成。其中包括20世紀80年代初在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室、勞倫斯伯克利國家實驗室和桑迪亞國家實驗室等國家實驗室從事EUV技術開發的研究人員和顧問。

Substrate成立於2022年，但James Proud在此之前就已經開始著手構思。該公司的名稱指的是支撐電晶體和積體電路的薄矽基——這對現代電子產品的性能和效率至關重要。

伯恩斯坦分析師David Dai在一份報告中表示，Substrate此前曾嘗試過X射線技術，但收效甚微。此外，他還表示，該公司缺乏行業支援。

“如果初創公司真的相信自己的技術，我們認為唯一可行的方法就是圍繞它建構生態系統，並讓整個行業共同努力。”David Dai說道，“然而，它選擇了與ASML和台積電競爭，這扼殺了任何建立生態系統來支援這項技術的可能性。” (半導體材料與工藝裝置)