Compania Bay Area încearcă să conteste ASML cu tehnologia compactă cu raze X
Ceva de așteptat cu nerăbdare: Într -un laborator modest înfipt sub birourile Y Combinator din San Francisco, un tânăr startup lucrează pentru a susține una dintre cele mai înrădăcinate tehnologii în fabricarea cipurilor. Semiconductorul de inversare, fondat în 2024 de Rohan Karthik și Daniel Vega, pariază că micșorarea acceleratoarelor de particule până la dimensiunea tabletei ar putea debloca o nouă eră a producției de semiconductor mai rapid și mai puternic.
Astăzi, cele mai avansate jetoane din lume sunt făcute cu lumină extremă ultravioletă (EUV), o tehnologie dominată de gigantul olandez ASML. Mașinile lor folosesc o lumină de 13,5 nanometru pentru a grava modele imposibil de fine pe napolitane de siliciu, dar procesul este lent, costisitor și limitat de puterea surselor de lumină disponibile. Fondatorii inversării cred că pot sări în aceste constrângeri, valorificând o abordare radical diferită: accelerația laser Wakefield (LWFA).
LWFA este o tehnică care folosește impulsuri laser ultra-scurte, cu putere mare, pentru a genera unde plasmatice. Aceste unde pot accelera electronii la energii enorme pe doar câțiva centimetri, mai degrabă decât kilometrii ceruți de acceleratoarele tradiționale de particule precum cele de la CERN.
Rezultatul este un dispozitiv compact – de 1.000 de ori mai mic decât acceleratoarele convenționale – care, în teorie, pot furniza până la 10 kilowati de putere de ieșire. Acest lucru nu este doar mult dincolo de ceea ce pot realiza sistemele actuale ale ASML, ci și suficient pentru a rula mai multe mașini de litografie mai multe simultan sau accelerează dramatic procesul de confecționare a cipului.
Obiectivul imediat al companiei este de a dezvolta o sursă de lumină reglabilă, denumită Starlight, capabilă să producă 1 kilowatt de lumină moale de raze X în intervalul 6-20 nanometru. Această ieșire ar putea servi aplicații variind de la imagistica cu raze X industriale până la inspecția măștii semiconductoare, iar interesul timpuriu a fost exprimat de jucători importanți precum Tesla și Materials Applied.
Inversia a asigurat, de asemenea, un parteneriat cu Laboratorul Național Lawrence Berkeley și Bella Center, colaborarea la proiectul Bella-Lux pentru a perfecționa stabilitatea laserului și a optimiza generarea de lumină pentru utilizarea semiconductorului.
Dar calea înainte este plină de obstacole tehnice și practice. Laserele din clasa Petawatt necesară pentru LWFA sunt ele însele mari, scumpe și notoriu dificil de continuat să funcționeze în mod fiabil pentru cerințele 24/7 ale fabricilor moderne de cipuri.
Menținerea fasciculelor stabile, de înaltă calitate, este esențială pentru modelarea precisă și chiar cercetătorii de frunte recunosc că grinzile de electroni generate de LWFA tind să aibă răspândire de energie largă și divergență, complicând utilizarea lor pentru litografie.
Există, de asemenea, provocarea de a integra această nouă sursă de lumină cu echipamentele de litografie existente. În timp ce utilizarea opticii EUV actuale ar putea fi fezabilă la început, trecerea la lungimi de undă și mai scurte ar necesita oglinzi complet noi și tehnologii de susținere, forțând inversarea inversului pentru a construi un ecosistem cu totul nou de la zero.
Ambițiile inversării se extind dincolo de sursa de lumină. Compania speră în cele din urmă să construiască sisteme complete de litografie, provocând direct dominanța ASML. Cu toate acestea, fără experiență anterioară care produce instrumentele extrem de fiabile, fabricate în masă, cerute de cipuri, startup-ul se confruntă cu un scepticism semnificativ cu privire la capacitatea sa de a-și îndeplini promisiunile.
În ciuda acestor obstacole, fondatorii inversării rămân nedeterminați. Ei văd tehnologia lor ca o modalitate de a trece prin limitele fizice ale actualei confecții și de a menține în viață legea lui Moore. Dacă acceleratorul lor compact poate fi făcut practic și accesibil, acesta ar putea transforma nu numai fabricarea semiconductorilor, ci și o serie de industrii care se bazează pe surse avansate de lumină. Deocamdată, compania este concentrată pe demonstrarea sistemului său de prototip, LITH-0, alimentat de Starlight. Cronologia pentru un instrument complet funcțional, pregătit pentru producție, rămâne incert, dar cursa pentru a micsora acceleratorul de particule-și odată cu acesta, viitorul confecționării de cipuri-este în curs de desfășurare