Datorer
Lace Lithography ersätter EUV-litografi med 10 gånger mindre atomstrålar
Halvledarlitografi är den viktigaste tekniken för att stödja den moderna världen, och utgör grunden för tillverkning av chip, minne, AI-hårdvara och alla slags elektroniska komponenter. Än idag är principen för litografi, eller mer exakt fotolitografi, fortfarande densamma som när den uppfanns.
En kraftfull ljuskälla sänds ut, koncentreras och riktas, så att den kan etsa ett mönster på en kiselskiva, och skapa transistorer och andra mikroskopiska komponenter som gör moderna elektronik möjlig.
Källa: Fabricated Knowledge
Naturligtvis är detta en förenkling, eftersom den faktiska produktionsprocessen innefattar många andra steg, som att lägga till och ta bort material, ta bort orenheter, stabilisera och förpacka de färdiga produkterna, etc. Men fortfarande är fotolitografi ofta det viktigaste steget.
Detta illustreras perfekt av den mest avancerade formen av litografi, EUV (Extrem Ultraviolett Litografi), som använder högkraftiga UV-strålar för att etsa så små mönster som möjligt på kiselskivan. Detta är en teknik som nästan helt kontrolleras av ett företag, det nederländska ASML (ASML ), även om Kina aktivt försöker utveckla sin egen oberoende version av denna teknik.
“Chips styr världen. Och att tillverka dem blir allt svårare. De mest avancerade litografimaskinerna idag kostar över 380 miljoner euro per enhet, och nästa generation förväntas överstiga 700 miljoner euro. De är oerhört komplexa, energikrävande och levereras av en enda leverantör.
Tills idag har litografi främst utvecklats med en alltmer exakt och kraftfull ljuskälla, som flyttar in i alltmer energiska våglängder och komplexa kontrollsystem.
Denna process kan dock snart nå en gräns, eftersom ingen fotolitografi kan vara mer exakt än storleken på ljusets våglängd som den använder.
Källa: Allresist
Detta är varför team av forskare runt om i världen arbetar på alternativ som kan skapa ännu mer raffinerade och kraftfulla beräkningskomponenter, särskilt i tidsåldern för AI som kräver alltmer kraftfulla beräkningskapaciteter.
Ett av dessa alternativ kan vara att direkt använda enskilda atomer istället för ljus, en metod som förespråkas av det norska företaget Lace Lithography. Företaget höjde i mars 2026 40 miljoner dollar i en serie A-finansiering, och backas av Microsoft.
Från Ljus Till Atomer
Moore’s Lag Håller Hårt
Fotolitografi kan vara extremt exakt, och etsa det målade mönstret på kiselskivan på nanometerskalan. Men på grund av grundläggande fysiska skäl kan inget ljus vara mer exakt än sin egen våglängd.
I mer tekniska termer är det största problemet diffraktionsgränsen, där olika ljusstrålar börjar störa varandra och suddar ut det önskade mönstret.
Källa: ResearchGate
Så medan alltmer kraftfullt EUV-ljus kan hjälpa, kommer det att nå en hård gräns inom 10 år. Detta skulle förstöra Moore’s Lag, den empiriska trenden inom halvledarindustrin att dubbla transistordensiteten varannan år.
“Resultatet är en tillverkningsflaska i hjärtat av den globala ekonomin, som kommer precis när AI driver en utan motstycke ökning av efterfrågan på beräkningskapacitet. Branschen har vetat om detta, men tidigare har ingen haft ett trovärdigt svar.”
Gravera Med Atomer
Diffraktionsgränsen beror på ljusets natur, som är en våg. Men enskilda atomer är inte föremål för denna gräns. Eller för att vara exakt, kan de bete sig som vågor, som alla kvant-skaleobjekt, men med en extremt mindre våglängd än ljus.
“Atomer beter sig som vågor, men med mycket kortare våglängder, vilket möjliggör betydligt finare strukturer, kraftfullare chip och radikalt lägre energiförbrukning.”
Följande denna princip, utvecklar Lace Lithography en metod som utför litografi med hjälp av en stråle av heliumatomer istället för ljus.
Strålen som Lace Lithography kommer att använda för att tillverka chip är cirka lika bred som en enskild väteatom, eller 0,1 nanometer. I jämförelse använder ASML:s litografiverktyg en ljusstråle som är cirka 13,5 nanometer, och ett människohår är cirka 100 000 nanometer brett.
Naturligtvis är detta inte en ny idé, eftersom konceptet har övervägts i decennier på grund av de inneboende precisionfördelarna som atomer skulle ha jämfört med ljus, särskilt med tanke på hur svårt det är att skapa och rikta ljus som EUV, som skapas genom att superhetta tusentals små droppar av tenn per sekund.
Men det största problemet var skapandet av en sådan mask. Traditionella fotomasker är tillverkade av kvarts- eller glasunderlag belagda med en ogenomskinlig film, på vilken mönstret för den enhet som tillverkas är etsat. Denna film är i princip mallen för de chip som kommer att graveras på kiselskivan, även om den är förminskad till en mycket mindre skala under gravyrprocessen.
För att skapa en mask som fungerar med atomer, ansågs matematiken för problemet vara för komplex tills nu för att någonsin kunna utforma en mask för atomstrålelitografi.
Detta är nu ett problem som Lace Lithography påstår sig ha löst.
Lace Lithography
Lace Lithography Översikt
Företaget lanserades 2023 och syftar till att “utveckla banbrytande chipmönster-teknik för de kommande 100 åren av chipproduktion”.
Det grundades av Bodil Holst, en dansk-norsk fysiker och en ansluten professor i institutionen för fysik och teknik vid Universitetet i Bergen i Norge, med Adria Salvador Palau, hennes tidigare doktorand.
Företaget har anläggningar i Norge, Spanien och Nederländerna, med sitt huvudkontor i Bergen, Norge.
För att lösa problemet med att skapa masker för strålelitografi, utnyttjade teamet AI för att lösa den tidigare olösta matematiken. Detta visar hur AI inte bara kan förändra hur vi utför vissa uppgifter, utan också låsa upp helt nya möjligheter inom hårda vetenskaper och teknik.
“Det återstående hårda problemet var maskdesign: matematiken var ansedd som effektivt olöslig. Lace löste det med en proprietär AI-driven algoritm som accelererar beräkningen med över 15 storleksordningar. Detta är inte en inkrementell förbättring. Det är en kategori-skift.”
I teorin kunde denna teknik möjliggöra gravyr 10 gånger mindre än till och med den mest avancerade ljusbaserade litografin.
Företaget presenterade vetenskapen bakom sin prestation vid den avancerade litografi + mönsterkonferensen i San Jose, Kalifornien, som arrangerades av SPIE.
I presentationens sammanfattning förklaras att “den grundläggande fördelen med att använda metastabila atomer för litografi är att mönsterupplösningen är kopplad från mönsterenergin”. Detta innebär att atomstrålen kan vara mer eller mindre kraftfull på begäran, till skillnad från ljus, som behöver alltmer små våglängder för högre energinivåer.
“Vi demonstrerar två olika exponeringslägen: proximitet och diffraktion. För proximitet presenterar vi mönster av hål ner till 50 nm CD vid en halv pitch på 100 nm. För diffraktion presenterar vi ett regelbundet linjemönster med en halv pitch på 50 nm.”
Masktekniken kan skalas till den nuvarande storleken på kiselskivan som används av branschen, och kunde till och med utvidgas ytterligare.
“Vi presenterar dessutom den första AI-baserade Inverse Lithography Technology (ILT) diffraktionsmaskdesigner för atomer. Vi visar att maskdesignerna kan producera godtyckliga mönster med en teoretisk upplösninggräns ner till atomavståndet i kisel. Maskdesignsimuleringarna kan skalas till den nuvarande fullfältsstorleken och utöver.”
Förutom Atomico har företaget fått finansiering från Microsofts (MSFT ) venturearm M12, Linse Capital, det spanska samhället för teknisk omvandling och Nysnø. Lace Lithographys totala värdering har inte offentliggjorts.
Förbereda För Kommersialisering
Naturligtvis finns det tid mellan tillkännagivandet av ett vetenskapligt genombrott och en prototyp, och den faktiska storskaliga användningen av en teknik.
Men Lace Lithography kommer troligen att vara, relativt sett, lätt att integrera i halvledarfabriker. Det ersätter EUV-ljuskällan med heliumstrålen och den traditionella fotomasken med strålmaskdesignen med AI. Så det finns inget behov av att omkonstruera monteringslinjen eller den mesta delen av leverantörskedjan som redan serverar halvledartillverkningsindustrin.
Redan utrustad med en prototyp, siktar företaget på att ha en test för sitt första kommersiella verktyg i en pilot-chipfabrik (“fab”) runt 2029
Investera I Atomstrålelitografi
Microsoft
(MSFT )
Denna teknik är fortfarande extremt ny, och kommer troligen inte att se någon faktisk kommersiell chip producerad med den före 2030, och ingen massdistribution före 2035 på bästa sätt.
Men detta kunde vara en spelväxlare på lång sikt, och ta bort den dominerande spelaren, ASML, helt från sin monopolsituation i litografi. Eftersom ASML för närvarande värderas till 450 miljarder dollar, kunde till och med en liten andel i Lace Lithography betala sig massivt i framtiden.
Eftersom de flesta investerare inte kan investera direkt i ett tidigt startup som detta företag, är exponering för Microsofts aktie troligen det näst bästa alternativet.
Operativsystem- och programvarujätten gör också många insatser på innovativ teknik, med AI, särskilt AI som appliceras på B2B-användningar och vetenskaplig forskning, en nyckelfokus för företaget. Under det senaste decenniet har Microsoft också blivit ett företag som trycker på gränsen för några av de mest lovande teknologierna och tar mer risker än tidigare:
- Kvantberäkningschip, som uppfinnar en hel ny tillstånd av materia (topokonduktorer).
- Kärnfusion, med en reaktor som ska levereras till Microsoft av Helion Energy så tidigt som 2028.
- Flytta tidigt för att återstarta kärnkraftverk för att driva AI-datacenter.
- Vetenskapliga AI för materialvetenskap, kemi och biologi.
- B2B och PC-baserad AI(Copilot)
Utöver dessa aktiviteter är företaget en ledare inom operativsystem, B2B-programvara (Office), B2B-sociala nätverk (LinkedIn), videospelutveckling, spelkonsol (XBox), molnberäkning och AI-utveckling.
Detta betyder att medan atomstrålelitografi troligen inte kommer att lägga till en annan biljon dollar till Microsofts redan massiva marknadsvärde, är detta ett av de mycket lovande områdena som företaget har investerat i tidigt. Så aktien kunde ge en uppsida från innovativa “månskott” medan den också ger exponering för företagets mer stabila och förutsägbara kärnverksamheter.
(Du kan läsa mer om Microsofts verksamhet som helhet i vår investeringsrapport som är tillägnad företaget.)
Senaste Microsoft (MSFT) Aktie Nyheter Och Utvecklingar
