Υπολογιστική
Η Lace Lithography αντικαθιστά την EUV Lithography με δέσμες ατόμων 10 φορές μικρότερες
Προσθέστε το Securities.io στις προτιμώμενες πηγές σας στο Google
Η λιθογραφία ημιαγωγών είναι η πιο σημαντική τεχνολογία που υποστηρίζει τον σύγχρονο κόσμο, αποτελώντας τη βάση της παραγωγής για τσιπ, μνήμη, υλικό AI και κάθε είδους ηλεκτρονικό εξάρτημα. Μέχρι σήμερα, η αρχή της λιθογραφίας, ή πιο συγκεκριμένα της φωτολιθογραφίας, παραμένει η ίδια όπως όταν εφευρέθηκε.
Μια ισχυρή πηγή φωτός εκπέμπεται, συγκεντρώνεται και κατευθύνεται, ώστε να χαράξει ένα μοτίβο σε μια πυριτική δίσκο, δημιουργώντας τα τρανζίστορ και άλλα μικροσκοπικά εξαρτήματα που καθιστούν δυνατή τη σύγχρονη ηλεκτρονική.
Πηγή: Fabricated Knowledge
Φυσικά, αυτό είναι μια υπεραπλοποίηση, καθώς η πραγματική διαδικασία παραγωγής περιλαμβάνει πολλά άλλα βήματα προσθήκης και αφαίρεσης υλικών, απομάκρυνσης ακαθαρσιών, σταθεροποίησης και συσκευασίας των τελικών προϊόντων κ.λπ. Ωστόσο, η φωτολιθογραφία παραμένει συχνά το πιο κρίσιμο βήμα.
Αυτό απεικονίζεται τέλεια από τη πιο προηγμένη μορφή λιθογραφίας, την EUV (Extreme Ultraviolet Lithography), η οποία χρησιμοποιεί υψηλής ισχύος ακτίνες UV για να χαράξει το δυνατότερο μικρό δυνατό μοτίβο στην πυριτική δίσκο. Πρόκειται για μια τεχνολογία που σχεδόν εξολοκλήρου ελέγχεται από μία εταιρεία, την ολλανδική ASML (ASML ) (δείτε την επενδυτική μας αναφορά για την εταιρεία για περισσότερες πληροφορίες), αν και η Κίνα προσπαθεί ενεργά να αναπτύξει τη δική της ανεξάρτητη έκδοση αυτής της τεχνολογίας.
“Τα τσιπ τρέχουν τον κόσμο. Και η παραγωγή τους γίνεται όλο και πιο δύσκολη. Οι πιο προηγμένες μηχανές λιθογραφίας σήμερα κοστίζουν πάνω από 380 εκατομμύρια ευρώ ανά μονάδα, με την επόμενη γενιά να αναμένεται να ξεπεράσει τα 700 εκατομμύρια ευρώ. Είναι εξαιρετικά πολύπλοκες, ενεργοβόρες και προέρχονται από έναν μοναδικό προμηθευτή.
Μέχρι σήμερα, η λιθογραφία έχει προχωρήσει κυρίως με μια ολοένα και πιο ακριβή και ισχυρή πηγή φωτός, μεταβαίνοντας σε όλο και πιο ενεργητικά μήκη κύματος και πολύπλοκα συστήματα ελέγχου.
Αυτή η διαδικασία ενδέχεται, ωστόσο, να φτάσει σύντομα σε όριο, καθώς καμία φωτολιθογραφία δεν μπορεί να είναι πιο ακριβής από το μέγεθος του μήκους κύματος του φωτός που χρησιμοποιεί.
Πηγή: Allresist
Γι’ αυτό οι ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο εργάζονται σε εναλλακτικές λύσεις που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ακόμη πιο εκλεπτυσμένα και ισχυρά υπολογιστικά εξαρτήματα, ειδικά στην εποχή της AI που απαιτεί ολοένα και μεγαλύτερη υπολογιστική ισχύ.
Μία από αυτές τις εναλλακτικές μπορεί να είναι η άμεση χρήση ατομικών ατόμων αντί του φωτός, μια προσέγγιση που προωθεί η νορβηγική εταιρεία Lace Lithography. Η εταιρεία συγκέντρωσε τον Μάρτιο του 2026 40 εκατομμύρια δολάρια σε σειρά A χρηματοδότησης, και υποστηρίζεται από τη Microsoft .
Από το Φως στα Άτομα
Ο Νόμος του Moore Φτάνει σε Σκληρά Όρια
Η φωτολιθογραφία μπορεί να είναι εξαιρετικά ακριβής, χαράζοντας την επιλεγμένη πυριτική δίσκο σε κλίμακα νανομέτρων. Ωστόσο, για θεμελιώδεις φυσικούς λόγους, κανένα φως δεν μπορεί να είναι πιο ακριβές από τα δικά του μήκη κύματος.
Σε πιο τεχνικούς όρους, το κύριο πρόβλημα είναι το όριο διάθλασης, όπου διαφορετικές δέσμες φωτός αρχίζουν να παρεμβαίνουν μεταξύ τους και θολώνουν το επιθυμητό μοτίβο.
Πηγή: ResearchGate
Έτσι, ενώ το ολοένα και πιο ισχυρό φως EUV μπορεί να βοηθήσει, θα αντιμετωπίσει σύντομα ένα σκληρό φυσικό όριο, ίσως μέσα σε 10 χρόνια. Αυτό θα διαταράξει το Νόμο του Moore, την εμπειρική τάση της βιομηχανίας ημιαγωγών να διπλασιάζει την πυκνότητα των τρανζίστορ κάθε δύο χρόνια.
«Το αποτέλεσμα είναι ένα στενό σημείο παραγωγής στην καρδιά της παγκόσμιας οικονομίας, που εμφανίζεται ακριβώς τη στιγμή που η AI οδηγεί σε μια άνευ προηγουμένου αύξηση της ζήτησης για υπολογιστική ισχύ. Η βιομηχανία ήξερε ότι αυτό θα συμβεί, αλλά μέχρι τώρα κανείς δεν είχε μια αξιόπιστη λύση.»
Χάραξη με Άτομα
Το όριο διάθλασης οφείλεται στη φύση του φωτός, που είναι κύμα. Αλλά τα ατομικά άτομα δεν υπόκεινται σε αυτό το όριο. Ή, πιο ακριβώς, μπορούν να συμπεριφέρονται ως κύματα, όπως όλα τα κβαντικά αντικείμενα, αλλά με εξαιρετικά μικρότερο μήκος κύματος από το φως.
«Τα άτομα συμπεριφέρονται ως κύματα, αλλά με πολύ μικρότερα μήκη κύματος, επιτρέποντας σημαντικά πιο λεπτές δομές, πιο ισχυρά τσιπ και ριζικά χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας.»
Ακολουθώντας αυτήν την αρχή, η Lace Lithography αναπτύσσει μια μέθοδο που εκτελεί λιθογραφία χρησιμοποιώντας μια δέσμη ατόμων ήλιου αντί για φως.
Η δέσμη που θα χρησιμοποιήσει η Lace Lithography για την κατασκευή τσιπ είναι περίπου το πλάτος ενός μόνο ατόμου υδρογόνου, ή 0,1 νανόμετρο. Σε σύγκριση, τα εργαλεία λιθογραφίας της ASML χρησιμοποιούν δέσμη φωτός περίπου 13,5 νανόμετρα, ενώ ένα ανθρώπινο τριχώμα έχει πλάτος περίπου 100 000 νανόμετρα.
Φυσικά, αυτή δεν είναι νέα ιδέα, καθώς το concept έχει εξεταστεί για δεκαετίες λόγω των εγγενών πλεονεκτημάτων ακρίβειας που θα είχαν τα άτομα σε σχέση με το φως, ειδικά λαμβάνοντας υπόψη πόσο δύσκολο είναι να δημιουργηθεί και να κατευθυνθεί φως όπως το EUV, που παράγεται υπερθερμαίνοντας χιλιάδες μικροσκοπικές σταγόνες κασσίτερου ανά δευτερόλεπτο.
Αλλά το κύριο πρόβλημα ήταν η δημιουργία μιας τέτοιας μάσκας. Οι παραδοσιακές φωτομάσκες κατασκευάζονται από υπόστρωμα χαλαζία ή γυαλιού επενδυμένο με αδιαφανές φιλμ, στο οποίο χαράζεται το μοτίβο της συσκευής που κατασκευάζεται. Αυτό το φιλμ αποτελεί ουσιαστικά το πρότυπο για τα τσιπ που θα χαραχθούν στην πυριτική δίσκο, αν και μικρομετριέται σε πολύ μικρότερη κλίμακα κατά τη διαδικασία χάραξης.
Για να δημιουργηθεί μια μάσκα που λειτουργεί με άτομα, τα μαθηματικά του προβλήματος θεωρούνταν μέχρι τώρα πολύπλοκα ώστε να σχεδιαστεί ποτέ μια μάσκα για ατομική δέσμη λιθογραφίας.
Αυτό είναι τώρα ένα πρόβλημα που η Lace Lithography ισχυρίζεται ότι έχει λύσει.
Lace Lithography
Επισκόπηση Lace Lithography
Η εταιρεία ιδρύθηκε το 2023 και στοχεύει στο «ανάπτυξη επαναστατικής τεχνολογίας σχεδίασης τσιπ για τις επόμενες 100 χρόνια παραγωγής τσιπ».
Ιδρύθηκε από την Bodil Holst, μια δανέζο-νορβηγική φυσικό και συνδεδεμένη καθηγήτρια στο Τμήμα Φυσικής και Τεχνολογίας του Πανεπιστημίου του Μπέργκεν στη Νορβηγία, μαζί με την Adria Salvador Palau, πρώην διδακτορική της.
Η εταιρεία διαθέτει εγκαταστάσεις στη Νορβηγία, την Ισπανία και την Ολλανδία, με την κεντρική της έδρα στο Μπέργκεν, Νορβηγία.
Για να λύσει το πρόβλημα της δημιουργίας μασκών για λιθογραφία δέσμης, η ομάδα αξιοποίησε την AI για να επιλύσει τα μέχρι τώρα άλυτα μαθηματικά. Αυτό δείχνει πώς η AI μπορεί να μην αλλάξει μόνο τον τρόπο που εκτελούμε ορισμένες εργασίες, αλλά να ανοίξει εντελώς νέες δυνατότητες στις σκληρές επιστήμες και τη μηχανική.
«Το υπόλοιπο σκληρό πρόβλημα ήταν ο σχεδιασμός της μάσκας: τα μαθηματικά που εμπλέκονταν θεωρούνταν ουσιαστικά ακατάλυτα. Η Lace το έλυσε με έναν ιδιόκτητο αλγόριθμο που τροφοδοτείται από AI και επιταχύνει τον υπολογισμό κατά πάνω από 15 τάξεις μεγέθους. Αυτό δεν είναι μια μικρή βελτίωση. Είναι μια αλλαγή κατηγορίας.»
Σε θεωρία, αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να επιτρέψει χάραξη 10 φορές μικρότερη από ακόμη και την πιο προηγμένη λιθογραφία βασισμένη στο φως.
Η εταιρεία παρουσίασε την επιστήμη πίσω από το επίτευγμά της στο επιστημονικό συνέδριο Advanced Lithography + Patterning στο Σαν Χοσέ, Καλιφόρνια, που διοργανώνει η SPIE.
Στην περίληψη αυτής της παρουσίασης, εξηγείται ότι «το θεμελιώδες πλεονέκτημα της χρήσης μετασταθερών ατόμων για λιθογραφία είναι ότι η ανάλυση του μοτίβου αποσυνδέεται από την ενέργεια του μοτίβου». Αυτό σημαίνει ότι η δέσμη ατόμων μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο ισχυρή κατά παραγγελία, σε αντίθεση με το φως, που απαιτεί όλο και μικρότερα μήκη κύματος για υψηλότερα επίπεδα ενέργειας.
«Δείχνουμε δύο διαφορετικές λειτουργίες έκθεσης: εγγύτητα και διάθλαση. Για την εγγύτητα, παρουσιάζουμε μοτίβα οπών μέχρι 50 nm CD με μισό βήμα 100 nm. Για τη διάθλαση, παρουσιάζουμε ένα κανονικό μοτίβο γραμμής με μισό βήμα 50 nm.»
Η τεχνολογία μασκών μπορεί να κλιμακωθεί στο τρέχον μέγεθος της πυριτικής δίσκου που χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία, και μπορεί ακόμη να επεκταθεί περαιτέρω.
«Επιπλέον, παρουσιάζουμε τα πρώτα σχέδια μάσκας Inverse Lithography Technology (ILT) βασισμένα σε AI για άτομα. Δείχνουμε ότι τα σχέδια μασκών μπορούν να παράγουν αυθαίρετα μοτίβα με θεωρητικό όριο ανάλυσης μέχρι το ατομικό διάστημα του πυριτίου. Οι προσομοιώσεις σχεδίασης μασκών μπορούν να κλιμακωθούν στο τρέχον πλήρες μέγεθος πεδίου και πέραν αυτού.»
Πέρα από την Atomico, η εταιρεία έχει λάβει χρηματοδότηση από το επενδυτικό τμήμα της Microsoft (MSFT ), M12, τη Linse Capital, την Ισπανική Εταιρεία για την Τεχνολογική Μετασχηματισμό και την Nysnø. Η συνολική αποτίμηση της Lace Lithography δεν έχει αποκαλυφθεί.
Ετοιμασία για Εμπορευματοποίηση
Φυσικά, υπάρχει χρόνος μεταξύ της αποκάλυψης μιας επιστημονικής ανακάλυψης και ενός πρωτοτύπου, και της πραγματικής μεγάλης κλίμακας αξιοποίησης μιας τεχνολογίας.
Ωστόσο, η Lace Lithography πιθανότατα θα είναι, σχετικά, εύκολη στην ενσωμάτωση σε εργοστάσια ημιαγωγών. Αντικαθιστά την πηγή φωτός EUV με τη δέσμη ήλιου και τη παραδοσιακή φωτομάσκα με το σχεδιασμό μάσκας δέσμης με AI. Έτσι δεν απαιτείται επανασχεδιασμός της γραμμής συναρμολόγησης ή του μεγαλύτερου μέρους της αλυσίδας εφοδιασμού που ήδη εξυπηρετεί τη βιομηχανία παραγωγής ημιαγωγών.
Ήδη εξοπλισμένη με ένα πρωτότυπο, η εταιρεία επιδιώκει να πραγματοποιήσει δοκιμή για το πρώτο της εργαλείο εμπορικής κλάσης σε ένα πιλοτικό εργοστάσιο κατασκευής τσιπ (“fab”) γύρω στο 2029.
Επένδυση στη Λιθογραφία με Ατομική Δέσμη
Microsoft
MSFT Διάγραμμα τιμής
Αυτή η τεχνολογία είναι ακόμη εξαιρετικά νέα και πιθανότατα δεν θα δει κανένα πραγματικό εμπορικό τσιπ που θα παραχθεί με αυτήν πριν το 2030, και καμία μαζική υλοποίηση πριν το 2035 το πολύ.
Ωστόσο, αυτό θα μπορούσε να είναι ένας μετασχηματιστής μακροπρόθεσμα, αφαιρώντας τον κυρίαρχο παίκτη, την ASML, εντελώς από τη μονοπωλιακή του θέση στη λιθογραφία. Καθώς η ASML εκτιμάται σήμερα στα 450 δισεκατομμύρια δολάρια, ακόμη και μια μικρή συμμετοχή στην Lace Lithography θα μπορούσε να αποδώσει τεράστια κέρδη στο μέλλον.
Καθώς οι περισσότεροι επενδυτές δεν μπορούν να επενδύσουν άμεσα σε μια νεαρή startup όπως αυτή η εταιρεία, η έκθεση στη μετοχή της Microsoft είναι πιθανώς η δεύτερη καλύτερη επιλογή.
Ο γίγαντας του λειτουργικού συστήματος και του λογισμικού κάνει επίσης πολλές στοιχηματικές επενδύσεις σε καινοτόμες τεχνολογίες, με την AI, ειδικά την AI που εφαρμόζεται σε B2B χρήσεις και επιστημονική έρευνα, ως κεντρική εστίαση της εταιρείας. Την τελευταία δεκαετία, η Microsoft έχει επίσης γίνει μια εταιρεία που προωθεί τα όρια των πιο υποσχόμενων τεχνολογιών και παίρνει περισσότερους κινδύνους από το παρελθόν:
- Τσιπ κβαντικού υπολογισμού, εφευρίσκοντας μια εντελώς νέα κατάσταση της ύλης (τοποαγωγοί).
- Πυρηνική σύντηξη, με έναν αντιδραστήρα που θα παραδοθεί στη Microsoft από την Helion Energy το 2028 το συντομότερο δυνατό.
- Πρόωρη επανεκκίνηση πυρηνικών σταθμών για την τροφοδοσία των κέντρων δεδομένων AI.
- Επιστημονικές AI για τις επιστήμες υλικών, τη χημεία και τη βιολογία.
- AI B2B και για υπολογιστές (Copilot)
Επιπλέον, η εταιρεία είναι ηγέτης σε λογισμικό λειτουργικού συστήματος, λογισμικό B2B (Office), κοινωνικό δίκτυο B2B (LinkedIn), ανάπτυξη βιντεοπαιχνιδιών, κονσόλα gaming (XBox), υπολογιστικό νέφος και ανάπτυξη AI.
Αυτό σημαίνει ότι ενώ η ατομική δέσμη λιθογραφίας πιθανότατα δεν θα προσθέσει από μόνη της ένα τρισεκατομμύριο στην ήδη τεράστια κεφαλαιοποίηση της Microsoft, είναι ένα από τα πολύ υποσχόμενα πεδία στα οποία η εταιρεία επένδυσε νωρίς. Έτσι η μετοχή θα μπορούσε να προσφέρει άνοδο από διαταρακτική «moonshot» καινοτομία, ενώ ταυτόχρονα παρέχει έκθεση στις πιο σταθερές και προβλέψιμες βασικές δραστηριότητες της εταιρείας.
(Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για την επιχείρηση της Microsoft συνολικά στην επενδυτική μας αναφορά αφιερωμένη στην εταιρεία.)
Τελευταία Ειδήσεις και Αναπτύξεις Μετοχής Microsoft (MSFT)
