Computing
Lace Lithography Vervangt EUV Lithografie Met 10x Kleinere Atomaire Stralen
Voeg Securities.io toe aan je voorkeursbronnen op Google
Semi‑geleiderlithografie is de belangrijkste technologie ter ondersteuning van de moderne wereld, en vormt de basis van de productie van chips, geheugen, AI‑hardware en allerlei elektronische componenten. Tot op de dag van vandaag is het principe van lithografie, of preciezer fotolithografie, nog steeds hetzelfde als toen het werd uitgevonden.
Een krachtige lichtbron wordt uitgezonden, geconcentreerd en gericht, zodat deze een patroon op een silicium wafer kan graveren, waardoor de transistoren en andere microscopische componenten ontstaan die moderne elektronica mogelijk maken.
Bron: Fabricated Knowledge
Natuurlijk is dit een vereenvoudiging, aangezien het daadwerkelijke productieproces vele andere stappen omvat, zoals het toevoegen en verwijderen van materialen, het verwijderen van onzuiverheden, het stabiliseren en verpakken van de eindproducten, enzovoort. Maar desalniettemin is fotolithografie vaak de cruciale stap.
Dit wordt perfect geïllustreerd door de meest geavanceerde vorm van lithografie, EUV (Extreme Ultraviolet Lithografie), die gebruik maakt van krachtige UV‑stralen om de silicium wafer zo klein mogelijk te graveren. Deze technologie wordt bijna volledig gecontroleerd door één bedrijf, het Nederlandse ASML (ASML ) (zie ons investeringsrapport over het bedrijf voor meer informatie), hoewel China actief probeert een eigen onafhankelijke versie van deze technologie te ontwikkelen.
“Chips drijven de wereld. En het maken ervan wordt steeds moeilijker. De meest geavanceerde lithografiemachines kosten tegenwoordig meer dan €380 miljoen per stuk, en de volgende generatie zal naar verwachting meer dan €700 miljoen kosten. Ze zijn buitengewoon complex, energie‑intensief en komen van één leverancier.
Tot nu toe is lithografie voornamelijk geëvolueerd met een steeds preciezere en krachtigere lichtbron, waarbij men overging naar steeds energierijkere golflengten en complexe besturingssystemen.
Dit proces kan echter binnenkort een limiet bereiken, aangezien geen enkele fotolithografie nauwkeuriger kan zijn dan de golflengte van het gebruikte licht.
Bron: Allresist
Daarom werken onderzoeksteams over de hele wereld aan alternatieven die nog verfijndere en krachtigere computeronderdelen kunnen creëren, vooral in het tijdperk van AI dat steeds meer rekenkracht eist.
Een van deze alternatieven kan zijn om direct individuele atomen in plaats van licht te gebruiken, een benadering die wordt gepromoot door het Noorse bedrijf Lace Lithography. Het bedrijf haalde in maart 2026 $40 miljoen op in een Series A‑financieringsronde en wordt gesteund door Microsoft.
Van Licht Naar Atomen
Moore’s Law Stuit Op Harde Grenzen
Fotolithografie kan extreem nauwkeurig zijn en het doelwit‑silicium wafer op nanometerschaal graveren. Echter, om fundamentele natuurkundige redenen kan geen enkel licht nauwkeuriger zijn dan zijn eigen golflengten.
In meer technische termen is het belangrijkste probleem de diffractiegrens, waarbij verschillende lichtstralen met elkaar interfereren en het gewenste patroon vervagen.
Bron: ResearchGate
Dus hoewel steeds krachtiger EUV‑licht kan helpen, zal het binnenkort, mogelijk al binnen 10 jaar, een harde fysische limiet bereiken. Dit zou Moore’s Law, de empirische trend van de halfgeleiderindustrie om elke twee jaar het transistorentijd te verdubbelen, ondermijnen.
“Het resultaat is een productieknelpunt in het hart van de wereldeconomie, dat precies op het moment ontstaat dat AI een ongekende stijging in de vraag naar rekenkracht veroorzaakt. De industrie wist dat dit zou komen, maar tot nu toe had niemand een geloofwaardig antwoord.”
Graveren Met Atomen
De diffractiegrens is het gevolg van de aard van licht, dat een golf is. Maar individuele atomen vallen niet onder deze limiet. Of om precies te zijn, ze kunnen zich als golven gedragen, zoals alle objecten op kwantumschaal, maar met een extreem kortere golflengte dan licht.
“Atomen gedragen zich als golven, maar met veel kortere golflengten, waardoor aanzienlijk fijnere structuren, krachtigere chips en radicaal lager energieverbruik mogelijk zijn.”
Op basis van dit principe ontwikkelt Lace Lithography een methode die lithografie uitvoert met een straal heliumatomen in plaats van licht.
De straal die Lace Lithography zal gebruiken om chips te maken is ongeveer zo breed als een enkel waterstofatoom, of 0,1 nanometer. Ter vergelijking gebruiken de lithografietools van ASML een lichtstraal van ongeveer 13,5 nanometer, en een menselijk haar is ongeveer 100 000 nanometer breed.
Natuurlijk is dit geen nieuw idee, aangezien het concept al decennialang wordt overwogen vanwege de inherente precisievoordelen die atomen ten opzichte van licht zouden bieden, vooral gezien hoe moeilijk het is om licht zoals EUV te creëren en te richten, wat wordt geproduceerd door duizenden kleine tin‑druppels per seconde te superverwarmen.
Maar het grootste probleem was het maken van zo’n masker. Traditionele fotomaskers bestaan uit kwarts‑ of glazen substraten die zijn gecoat met een ondoorzichtig film waarop het patroon van het te vervaardigen apparaat wordt geëtst. Deze film is in wezen de sjabloon voor de chips die op de silicium wafer worden gegraveerd, hoewel deze tijdens het gravureproces tot een veel kleinere schaal wordt geminimaliseerd.
Om een masker te creëren dat werkt met atomen, werd de wiskunde van het probleem tot nu toe als te complex beschouwd om ooit een masker voor atomaire straallithografie te ontwerpen.
Dit is nu een probleem dat Lace Lithography beweert te hebben opgelost.
Lace Lithografie
Overzicht Lace Lithografie
Het bedrijf werd opgericht in 2023 en streeft ernaar “doorbraak chippatroontechnologie te ontwikkelen voor de komende 100 jaar van chipproductie”.
Het werd opgericht door Bodil Holst, een Deens‑Noorse natuurkundige en verbonden professor in de afdeling Natuurkunde en Technologie aan de Universiteit van Bergen in Noorwegen, samen met Adria Salvador Palau, haar voormalige promovendus.
Het bedrijf heeft vestigingen in Noorwegen, Spanje en Nederland, met het hoofdkantoor in Bergen, Noorwegen.
Om het probleem van het maken van maskers voor straallithografie op te lossen, heeft het team AI ingezet om de voorheen onopgeloste wiskunde te doorgronden. Dit illustreert hoe AI niet alleen de manier waarop we bepaalde taken uitvoeren kan veranderen, maar geheel nieuwe mogelijkheden kan ontsluiten in de harde wetenschappen en techniek.
“Het resterende moeilijke probleem was maskerdesign: de betrokken wiskunde werd als praktisch onoplosbaar beschouwd. Lace loste dit op met een eigen AI‑gedreven algoritme dat de berekening met meer dan 15 orders van grootte versnelt. Dit is geen incrementele verbetering. Het is een verschuiving van categorie.”
In theorie zou deze technologie graveren tot 10 keer kleiner dan zelfs de meest geavanceerde lichtgebaseerde lithografie mogelijk kunnen maken.
Het bedrijf presenteerde de wetenschap achter zijn prestatie op de Advanced Lithography + Patterning wetenschappelijke conferentie in San Jose, Californië, georganiseerd door SPIE.
In de samenvatting van deze presentatie, wordt uitgelegd dat “het fundamentele voordeel van het gebruik van metastabiele atomen voor lithografie is dat de patroonresolutie losstaat van de patroonenergie.” Dit betekent dat de atomaire straal naar behoefte meer of minder krachtig kan zijn, in tegenstelling tot licht, dat steeds kleinere golflengten nodig heeft voor hogere energieniveaus.
“We demonstreren twee verschillende belichtingsmodi: nabijheid en diffractie. Voor nabijheid presenteren we patronen van gaten tot 50 nm CD met een halve pitch van 100 nm. Voor diffractie presenteren we een regulier lijnpatroon met een halve pitch van 50 nm.”
De maskertechnologie kan worden opgeschaald naar de huidige grootte van de silicium wafer die door de industrie wordt gebruikt, en kan zelfs nog verder worden uitgebreid.
“Bovendien presenteren we de eerste AI‑gebaseerde Inverse Lithography Technology (ILT) diffractiemaskerontwerpen voor atomen. We tonen aan dat de maskerontwerpen willekeurige patronen kunnen produceren met een theoretische resolutielimiet tot aan de atomische afstand van silicium. De maskersimulaties kunnen worden opgeschaald naar de huidige volledige veldgrootte en daarbuiten.”
Naast Atomico heeft het bedrijf financiering ontvangen van de venture‑arm M12 van Microsoft (MSFT ), Linse Capital, de Spaanse Vereniging voor Technologische Transformatie, en Nysnø. De totale waardering van Lace Lithografie is niet bekendgemaakt.
Klaar Voor Commercialisatie
Natuurlijk is er tijd tussen de onthulling van een wetenschappelijke doorbraak en een prototype, en de daadwerkelijke grootschalige toepassing van een technologie.
Echter zal Lace Lithografie naar verwachting relatief eenvoudig te integreren zijn in halfgeleiderfabrieken. Het vervangt de EUV‑lichtbron door de heliumstraal en het traditionele fotomasker door het maskerdesign voor de straal, aangedreven door AI. Hierdoor is het niet nodig de assemblagelijn of het grootste deel van de toeleveringsketen die de halfgeleiderproductie al bedient, opnieuw te ontwerpen.
Reeds gewapend met een prototype, streeft het bedrijf ernaar rond 2029 een test uit te voeren voor zijn eerste commerciële gereedschap in een pilot‑chipfabricagefabriek (“fab”).
Investeren In Atomaire Stralen Lithografie
Microsoft
MSFT Prijsgrafiek
Deze technologie is nog zeer nieuw, en zal waarschijnlijk geen commercieel chipproduct zien vóór 2030, en op zijn best geen massale inzet vóór 2035.
Echter, dit zou op de lange termijn een game‑changer kunnen zijn, door de dominante speler ASML volledig uit zijn monopolistische positie in lithografie te verdrijven. Aangezien ASML momenteel gewaardeerd wordt op $450 miljard, kan zelfs een kleine deelname in Lace Lithografie in de toekomst enorm renderen.
Aangezien de meeste beleggers niet direct kunnen investeren in een vroeg stadium startup als dit bedrijf, is blootstelling aan Microsoft’s aandeel waarschijnlijk de op één na beste optie.
De besturingssysteem‑ en softwaregigant doet ook veel inzetten op innovatieve technologie, met AI, vooral AI toegepast op B2B‑gebruik en wetenschappelijk onderzoek, als een belangrijke focus van het bedrijf. In het afgelopen decennium is Microsoft ook een bedrijf geworden dat de grenzen van enkele van de meest veelbelovende technologieën verlegt en meer risico’s neemt dan in voorgaande decennia:
- Quantumcomputerschips, die een geheel nieuwe materietoestand (topoconductors) uitvinden.
- Kernfusie, met een reactor die door Helion Energy aan Microsoft wordt geleverd vanaf 2028.
- Vroegtijdig herstarten van kerncentrales om AI‑datacentra van stroom te voorzien.
- Wetenschappelijke AI’s voor materiaalkunde, chemie en biologie.
- B2B- en pc-gebaseerde AI(Copilot)
Naast deze activiteiten is het bedrijf een leider op het gebied van besturingssoftware, B2B‑software (Office), B2B‑sociale netwerken (LinkedIn), videogame‑ontwikkeling, spelconsoles (XBox), cloudcomputing en AI‑ontwikkeling.
Dit betekent dat, hoewel atomaire straallithografie waarschijnlijk niet op zichzelf nog een biljoen zal toevoegen aan de al enorme marktkapitalisatie van Microsoft, dit een van de zeer veelbelovende velden is waarin het bedrijf vroeg heeft geïnvesteerd. Dus het aandeel kan winst bieden door disruptieve “moonshot”‑innovatie, terwijl het tevens blootstelling biedt aan de meer stabiele en voorspelbare kernactiviteiten van het bedrijf.
(U kunt meer lezen over het totale bedrijfsmodel van Microsoft in ons investeringsrapport gewijd aan het bedrijf.)
Laatste Microsoft (MSFT) Aandelen Nieuws en Ontwikkelingen
