Lace Lithography erstatter EUV-litografi med 10 ganger mindre atomstråler

Halvleder‑litografi er den viktigste teknologien som støtter den moderne verden, og danner grunnlaget for produksjon av chips, minne, AI‑maskinvare og alle slags elektroniske komponenter. Til dags dato er prinsippet for litografi, eller mer presist fotolitografi, fortsatt det samme som da det ble oppfunnet.

En kraftig lyskilde blir emitert, konsentrert og rettet, slik at den kan gravere et mønster på en silisiumskive, og skape transistorene og andre mikroskopiske komponenter som gjør moderne elektronikk mulig.

Kilde: Fabricated Knowledge

Selvfølgelig er dette en forenkling, da den faktiske produksjonsprosessen involverer mange andre trinn med tilsetning og fjerning av materialer, fjerning av urenheter, stabilisering og pakking av de ferdige produktene osv. Men likevel er fotolitografi ofte det mest kritiske trinnet.

Dette er perfekt illustrert av den mest avanserte formen for litografi, EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) litografi, som bruker høy‑effekt UV‑stråler for å gravere så smått som mulig på silisiumskiven. Dette er en teknologi som nesten utelukkende kontrolleres av ett selskap, det nederlandske ASML (ASML ) (se vår investeringsrapport om selskapet for mer informasjon), selv om Kina aktivt prøver å utvikle sin egen uavhengige versjon av denne teknologien.

“Chips run the world. And making them keeps getting harder. The most advanced lithography machines today cost upwards of €380 million per unit, with the next generation expected to exceed €700 million. They are extraordinarily complex, energy‑intensive, and sourced from a single supplier.

Venture Firm Atomico, investor i Lace Lithography

Frem til i dag har litografi hovedsakelig utviklet seg med en stadig mer presis og kraftig lyskilde, som har gått over til stadig mer energirike bølgelengder og komplekse kontrollsystemer.

Denne prosessen kan imidlertid snart nå en grense, siden ingen fotolitografi kan være mer presis enn størrelsen på lysets bølgelengde den bruker.

Kilde: Allresist

Dette er grunnen til at forskerteam rundt om i verden jobber med alternativer som kan skape enda mer raffinerte og kraftige datakomponenter, spesielt i en AI‑alder som krever stadig mer beregningskapasitet.

Et av disse alternativene kan være å bruke individuelle atomer direkte i stedet for lys, en tilnærming som fremmes av det norske selskapet Lace Lithography. Selskapet reiste i mars 2026 $40M i en serie‑A‑finansiering, og er støttet av Microsoft .

Fra lys til atomer

Moores lov treffer harde grenser

Fotolitografi kan være ekstremt presis, og gravere den målrettede silisiumskiven på nanometerskala. Imidlertid, av grunnleggende fysiske årsaker, kan ingen lys være mer presist enn sine egne bølgelengder.

Mer teknisk sett er hovedproblemet diffraksjonsgrensen, hvor ulike lysstråler begynner å interferere med hverandre og gjør det ønskede mønsteret uklart.

Kilde: ResearchGate

Så selv om stadig kraftigere EUV‑lys kan hjelpe, vil det snart støte på en fysisk hard grense, kanskje allerede om 10 år. Dette ville sette brems på Moores lov, den empiriske trenden i halvlederindustrien om å doble transistor‑tettheten hvert annet år.

“Resultatet er en produksjonsflaskehals i hjertet av den globale økonomien, som kommer akkurat i det øyeblikk AI driver en enestående økning i etterspørselen etter beregning. Industrien har visst at dette kommer, men tidligere har ingen hatt et troverdig svar.”

Venture firm Atomico, investor i Lace Lithography

Gravering med atomer

Diffraksjonsgrensen skyldes lysets natur som en bølge. Men individuelle atomer er ikke underlagt denne grensen. Eller mer presist, de kan oppføre seg som bølger, som alle kvante‑skala objekter, men med en ekstremt kortere bølgelengde enn lys.

“Atomer oppfører seg som bølger, men med mye kortere bølgelengder, noe som muliggjør betydelig finere strukturer, kraftigere chips og radikalt lavere energiforbruk.”

Med dette prinsippet utvikler Lace Lithography en metode som utfører litografi ved å bruke en stråle av helium‑atomer i stedet for lys.

Strålen Lace Lithography vil bruke for å lage chips er omtrent like bred som ett enkelt hydrogenatom, eller 0,1 nanometer. Til sammenligning bruker ASMLs litografiverktøy en lysstråle på omtrent 13,5 nanometer, og et menneskehår er omtrent 100 000 nanometer bredt.

Selvfølgelig er dette ingen ny idé, da konseptet har blitt vurdert i flere tiår på grunn av de iboende presisjonsfordelene atomer ville ha over lys, spesielt med tanke på hvor vanskelig det er å skape og styre lys som EUV, som produseres ved å superoppvarme tusenvis av små tinn‑dråper per sekund.

Men hovedproblemet var å lage en slik maske. Tradisjonelle fotomasker er laget av kvarts‑ eller glass‑substrater belagt med et ugjennomsiktig lag hvor mønsteret til enheten som produseres blir gravert. Dette laget er i hovedsak malen for chipene som skal gravere på silisiumskiven, selv om det blir miniaturisert til en mye mindre skala under graveringen.

For å lage en maske som fungerer med atomer, ble matematikken i problemet ansett som for kompleks til nå for å kunne designe en maske for atom‑stråle‑litografi.

Dette er nå et problem som Lace Lithography hevder å ha løst.

Lace Lithography

Oversikt over Lace Lithography

Selskapet ble lansert i 2023 og har som mål å “utvikle banebrytende chip‑mønstreteknologi for de neste 100 årene av chip‑produksjon”.

Det ble grunnlagt av Bodil Holst, en dansk‑norsk fysiker og tilknyttet professor ved Institutt for fysikk og teknologi ved Universitetet i Bergen i Norge, sammen med Adria Salvador Palau, hennes tidligere PhD‑student.

Selskapet har fasiliteter i Norge, Spania og Nederland, med hovedkontor i Bergen, Norge.

For å løse problemet med å lage masker for stråle‑litografi, utnyttet teamet AI for å finne den tidligere uløste matematikken. Dette illustrerer hvordan AI kanskje ikke bare endrer hvordan vi utfører noen oppgaver, men også låser opp helt nye muligheter innen harde vitenskaper og ingeniørfag.

“Det gjenværende vanskelige problemet var maskedesign: matematikken ble ansett som praktisk talt uoverkommelig. Lace løste det med en proprietær AI‑drevet algoritme som akselererer beregningen med over 15 størrelsesordener. Dette er ikke en inkrementell forbedring. Det er et kategorisk skifte.”

Teoretisk sett kan denne teknologien tillate gravering 10 × mindre enn selv den mest avanserte lysbaserte litografien.

Selskapet presenterte vitenskapen bak sin prestasjon på den vitenskapelige konferansen Advanced Lithography + Patterning i San Jose, California, arrangert av SPIE.

I sammendraget av denne presentasjonen, forklares det at “den grunnleggende fordelen med å bruke metastabile atomer for litografi er at mønster‑oppløsningen er frakoblet fra mønster‑energien.” Dette betyr at atom‑strålen kan være mer eller mindre kraftig etter behov, i motsetning til lys, som krever stadig mindre bølgelengder for høyere energinivåer.

“Vi demonstrerer to ulike eksponeringsmoduser: nærhet og diffraksjon. For nærhet presenterer vi mønstre av hull ned til 50 nm CD ved en halvpitch på 100 nm. For diffraksjon presenterer vi et regulært linjemønster med en halvpitch på 50 nm.”

Masketeknologien kan skaleres til den nåværende størrelsen på silisiumskiver som brukes i industrien, og kan til og med utvides videre.

“Videre presenterer vi de første AI‑baserte Inverse Lithography Technology (ILT) diffraksjonsmaskedesignene for atomer. Vi viser at maskedesignene kan produsere vilkårlige mønstre med en teoretisk oppløsningsgrense ned til den atomære avstanden i silisium. Maskedesign‑simuleringene kan skaleres til den nåværende full‑felt‑størrelsen og utover.”

I tillegg til Atomico har selskapet mottatt finansiering fra Microsofts venture‑arm M12, Linse Capital, det spanske samfunn for teknologisk transformasjon, og Nysnø. Lace Lithographies totale verdivurdering er ikke offentliggjort.

Klargjøring for kommersialisering

Selvfølgelig er det tid mellom avsløringen av et vitenskapelig gjennombrudd og en prototype, samt faktisk storskala utnyttelse av en teknologi.

Imidlertid vil Lace Lithography sannsynligvis, relativt sett, være lett å integrere i halvleder‑foundries. Det erstatter EUV‑lyskilden med helium‑strålen og den tradisjonelle fotomasken med strålemaskedesign ved hjelp av AI. Så det er ikke behov for å redesigne samlebåndet eller mesteparten av forsyningskjeden som allerede betjener halvlederproduksjonsindustrien.

Allerede bevæpnet med en prototype ser selskapet etter å ha en test for sitt første kommersielle verktøy i et pilot‑chip‑fabrikk (“fab”) rundt 2029.

Investering i atomstråle‑litografi

Microsoft

Denne teknologien er fortsatt ekstremt ny, og vil sannsynligvis ikke se noen faktisk kommersiell chip produsert med den før 2030, og ingen masse‑utrulling før 2035 på best.

Imidlertid kan dette bli en spill‑endrende faktor på lang sikt, ved å fjerne den dominerende spilleren, ASML, fullstendig fra sin monopolposisjon i litografi. Ettersom ASML for tiden er verdsatt til $450 milliarder, kan selv en liten deltakelse i Lace Lithography lønne seg enormt i fremtiden.

Siden de fleste investorer ikke kan investere direkte i en tidlig oppstart som dette selskapet, er eksponering mot Microsoft (MSFT ) ‑aksjen sannsynligvis det nest beste alternativet.

Operativsystem‑ og programvaregiganten gjør også mange satsinger på innovativ teknologi, med AI – spesielt AI anvendt på B2B‑bruk og vitenskapelig forskning – som et sentralt fokus for selskapet. I det siste tiåret har Microsoft også blitt et selskap som presser grensene for noen av de mest lovende teknologiene og tar flere risikoer enn i tidligere tiår:

• Kvanteregner‑chips, som oppfinner en helt ny tilstand av materie (topokonduktorer)
• Kjernfusjon, med en reaktor som skal leveres til Microsoft av Helion Energy allerede i 2028
• Tidlig igangsetting av gjenstart av kjernekraftverk for å drive AI‑datasentre
• Vitenskapelige AI‑er for materialvitenskap, kjemi og biologi
• B2B‑ og PC‑basert AI (Copilot)

I tillegg til disse aktivitetene er selskapet en leder innen operativprogramvare, B2B‑programvare (Office), B2B‑sosialt nettverk (LinkedIn), videospillutvikling, spillkonsoll (XBox), skytjenester og AI‑utvikling.

Dette betyr at selv om atom‑stråle‑litografi sannsynligvis ikke vil legge til en ekstra billion til Microsofts allerede massive markedsverdi, er dette et av de svært lovende feltene selskapet har investert tidlig i. Så aksjen kan gi oppside fra disruptiv “moonshot”‑innovasjon samtidig som den gir eksponering mot selskapets mer stabile og forutsigbare kjernevirksomhet.

(Du kan lese mer om Microsofts virksomhet som helhet i vår investeringsrapport dedikert til selskapet).

Siste Microsoft (MSFT) aksjenyheter og utviklinger