繼電動汽車、不鏽鋼大火箭和人形機器人後，科技富豪馬斯克似乎要開始對人類製造晶片的流程展開最佳化。
上周公佈超級晶片廠Terafab的168億美元初期投資時，馬斯克展示了一段巨型晶片廠建成後的假想視訊。隨後，矽谷“有效加速主義”代表、AI硬體初創公司Extropic創始人紀堯姆·韋爾東（化名Beff Jezos）提出了一個問題：Terafab中間似乎有一個巨大的圓圈，那是環形粒子加速器麼？
對此，馬斯克回應了6個字母：FEL FTW（Free-Electron Laser, For The Win，即“自由電子雷射才是王道”）。
如何撼動現有版圖？
馬斯克的最新表態，直指光刻機中的“光”從何而來。
目前，以艾斯摩爾為代表的業界，採用的是雷射產生電漿體（LPP）光源技術。其原理是利用高功率雷射連續轟擊高速飛行的錫滴，使錫原子形成高溫電漿體，並釋放出波長為13.5奈米的極紫外光。
LPP方案有兩個主要缺點。首先是能量轉換效率極低，LPP的輸入電能到EUV輸出能量比例，只有約0.1%左右的量級。其次，錫滴在被雷射轟擊後會產生碎片和污染物，增加EUV的維護負擔。
但LPP能成為目前唯一大規模量產的EUV光源技術，也有符合商業化量產的關鍵優勢：光源尺寸大約只要幾個立方米，適合裝進光刻機。
而FEL（自由電子雷射）利用高速電子束直接產生高能光束，能夠為數量不等的光刻機同時提供可精確調整波長的光源，代價就是這類裝置的尺寸對於AI時代之前的半導體業界，有些過於龐大了。
但對相當於“輝達+美光科技+台積電”的Terafab來說，採用FEL光源倒是完全符合邏輯。
作為更直觀的對比，Terafab廠區的預期建築面積將達到“1億平方英呎”。有外國網友製作了一張示意圖，對比Terafab與特斯拉德州超級工廠（1000萬平方英呎）、五角大樓（660萬平方英呎）、蘋果總部Apple Park（282萬平方英呎）等建築。
在這等規模的設施中，若僅僅是“集中供光”就能節約一半成本，完全符合馬斯克對“第一性原理”的追求。
馬斯克今年3月曾誇下海口，稱Terafab最終將實現“年產1太瓦算力”。有分析稱，這相當於當前全球晶片供應量的十倍以上。
有研究估算，目前LPP方案如果要產生1千瓦EUV輸出，可能需要約4.4兆瓦等級的輸入功率；而基於FEL的方案，理論上可能將這一需求降至約0.7兆瓦左右，電力消耗下降數倍。此外由於沒有錫污染，光學裝置的維護成本也有望顯著降低。
這塊“餅”啥時候烙熟？
對於資本市場來說，不論是1億平方英呎的晶片廠，還是“FEL-EUV路線”，最大的問題還是何時能落地。
首先，FEL光源並沒有現成的供應商。目前最知名的創業公司是“美國政府持倉”中的xLight。該公司的執行董事會主席是前英特爾CEO帕特里克·格爾辛格。
據報導，該公司的許多原型元件直接來自美國國家實驗室。即便如此，xLight目前的預期只是2028年拿出“可運行的原型機”。
需要強調的是，不論Terafab最終選擇那條光源路線，都不太可能擺脫對光刻機巨頭艾斯摩爾的依賴。因為一整套光刻機除了光源外，還得有光學系統、掩模系統、晶圓台和控制系統，這些都是艾斯摩爾的“護城河”。
也就是說，馬斯克的“FEL-EUV”能不能成事，還得看艾斯摩爾能否向他提供與FEL光源配套的光刻機，特別是在台積電和三星爭相擴產的背景下。(財聯社)