近日，據(jù)路透社消息，挪威初創(chuàng)企業(yè)Lace Lithography宣布完成4000萬美元A輪融資，這筆資金將用于研發(fā)最新的芯片制造設(shè)備——該設(shè)備不采用傳統(tǒng)光源，而是利用氦原子束在硅片上進行圖形刻蝕，光束寬度僅0.1納米，相當(dāng)于單個氫原子大小。

注意看是挪威啊，這一精度是阿斯麥（ASML）極紫外光刻機（EUV）13.5納米波長的135倍，被業(yè)界稱為"超越極紫外光刻"（BEUV）技術(shù)。

Lace Lithography的技術(shù)核心在于徹底摒棄了電磁輻射，改用中性氦原子作為圖案化媒介。

傳統(tǒng)光子光刻技術(shù)受限于所使用光的波長，存在物理上的"衍射極限"，而原子不存在這一限制。

隨著芯片廠商不斷追求更小的制程尺寸，臺積電、英特爾等企業(yè)不得不采用日益復(fù)雜的多重曝光技術(shù)來突破這一限制，但Lace的技術(shù)完全繞開了這一難題。

公司首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人博迪爾?霍爾斯特稱，該技術(shù)可讓芯片制造商實現(xiàn)"終極原子級分辨率"的晶圓光刻。

比利時微電子研究中心（Imec）光刻科學(xué)總監(jiān)約翰?彼得森向路透社表示，該技術(shù)有望將晶體管及其他芯片結(jié)構(gòu)尺寸縮小一個數(shù)量級，達到"幾乎難以想象"的水平。

這意味著未來芯片的性能將實現(xiàn)質(zhì)的飛躍，人工智能、量子計算等前沿領(lǐng)域有望獲得更強大的硬件支撐。對于長期被光刻精度限制的半導(dǎo)體行業(yè)而言，這無疑是打開了一扇通往新世界的大門。

事實上，Lace Lithography并非唯一挑戰(zhàn)ASML壟斷地位的企業(yè)，當(dāng)前，越來越多初創(chuàng)企業(yè)正研發(fā)技術(shù)方案試圖打破這一格局。美國企業(yè)Substrate與xLight均在研發(fā)基于粒子加速器驅(qū)動光源的極紫外或X射線光刻設(shè)備，其中xLight已獲得美國政府1.5億美元資助。

除此之外，日本佳能早在2024年9月向德州電子研究院交付首臺納米壓印光刻設(shè)備，中國企業(yè)璞璘科技也已在國內(nèi)交付自研納米壓印系統(tǒng)，線寬做到10納米以下，這些技術(shù)路線雖各不相同，但共同指向一個目標(biāo)——降低對ASML EUV光刻機的依賴。

雖然前景誘人，但從實驗室走向量產(chǎn)還有很大一段距離，Lace Lithography目前計劃于2029年在試驗產(chǎn)線部署測試設(shè)備，而真正實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)仍需漫長時間。

光刻機究竟有多難造？

首先，光源系統(tǒng)的精度要求極高，以最先進的極紫外（EUV）光刻機為例，其需要利用高功率激光每秒約5萬次精準(zhǔn)擊打直徑僅20微米、高速下落的錫液滴來產(chǎn)生13.5納米波長的光，這個過程被比喻為“用乒乓球擊打空中的蒼蠅”。

其次，光學(xué)系統(tǒng)的精度達到原子級，EUV光刻機使用的反射鏡表面需要加工到面形誤差小于0.02納米，若將鏡面放大至地球大小，其表面的起伏高度不能超過一根頭發(fā)絲的直徑。

再者，機械控制系統(tǒng)的同步精度令人咋舌，承載硅片的工件臺運動速度可達5米/秒，但其與掩模臺的同步運動誤差平均值必須小于0.5納米，這相當(dāng)于要求兩架超音速飛行的飛機保持相對位置偏差在0.03微米以內(nèi)。

最后，系統(tǒng)的復(fù)雜集成度超乎想象，一臺EUV光刻機包含超過10萬個零部件和2公里長的電纜，其研發(fā)周期長達數(shù)十年，僅ASML公司在EUV技術(shù)上的投入就超過60億歐元。

這些因素共同使得光刻機成為集光學(xué)、材料、機械和控制等領(lǐng)域頂尖技術(shù)于一身的“工業(yè)皇冠上的明珠”。

因此，我們再來看Lace的技術(shù)，Lace目前尚無成熟的工藝流程生態(tài)可對接，所以商業(yè)化量產(chǎn)這條路還很長。