Ang Lace Lithography ay Pinapalitan ang EUV Lithography ng 10 Beses na Mas Maliit na Atom Beams

Ang semiconductor lithography ay ang pinakamahalagang teknolohiya na sumusuporta sa modernong mundo, na bumubuo ng batayan ng paggawa ng mga chip, memory, AI hardware, at iba’t ibang elektronikong komponent.

Isang makapangyarihang pinagmumulan ng ilaw ang inilalabas, kinokonsentra, at dinidirekta, upang ma-ukit ang isang pattern sa silicon wafer, na lumilikha ng mga transistor at iba pang mikroskopikong komponent na nagpapagana sa makabagong elektronika.

Pinagmulan: Fabricated Knowledge

Siyempre, ito ay isang sobrang pagpapasimple, dahil ang aktwal na proseso ng produksyon ay kinabibilangan ng maraming iba pang hakbang ng pagdaragdag at pagtanggal ng mga materyales, pag-alis ng mga dumi, pagpapatatag at pag-iimpake ng mga tapos na produkto, atbp. Ngunit gayunpaman, madalas na ang photolithography ang pinakaimportanteng hakbang.

Ito ay perpektong ipinapakita ng pinaka-advanced na anyo ng lithography, ang EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) lithography, na gumagamit ng mataas na kapangyarihan na UV rays upang i-ukit hangga’t maaari ang silicon wafer. Ang teknolohiyang ito ay halos ganap na kontrolado ng isang kumpanya, ang Dutch na ASML (ASML ) (tingnan ang aming ulat sa pamumuhunan tungkol sa kumpanya para sa karagdagang impormasyon), bagaman aktibong sinusubukan ng Tsina na bumuo ng sarili nitong independiyenteng bersyon ng teknolohiyang ito.

“Ang mga chip ang nagpapatakbo sa mundo. At ang paggawa nila ay patuloy na nagiging mas mahirap. Ang pinaka-advanced na mga makina ng lithography ngayon ay nagkakahalaga ng higit sa €380 milyon bawat yunit, at inaasahang lalagpas sa €700 milyon ang susunod na henerasyon. Sila ay labis na kumplikado, matindi ang konsumo ng enerhiya, at nagmumula sa iisang supplier.
Kumpanyang Venture Atomico, mamumuhunan sa Lace Lithography

Hanggang ngayon, ang lithography ay karamihan ay umunlad gamit ang lalong tumpak at makapangyarihang pinagmumulan ng ilaw, na lumilipat sa mas mataas na enerhiyang wavelength at mas kumplikadong mga sistema ng kontrol.

Gayunpaman, maaaring maabot ng prosesong ito ang isang hangganan, dahil walang photolithography ang maaaring maging mas tumpak kaysa sa sukat ng wavelength ng ilaw na ginagamit nito.

Pinagmulan: Allresist

Ito ang dahilan kung bakit ang mga koponan ng mga mananaliksik sa buong mundo ay nagtatrabaho sa mga alternatibo na maaaring lumikha ng mas pinong at mas makapangyarihang mga komponent ng kompyutasyon, lalo na sa panahon ng AI na humihingi ng patuloy na mas mataas na kakayahan sa pagkompyut.

Isa sa mga alternatibong ito ay maaaring direktang gamitin ang mga indibidwal na atom imbis na ilaw, isang pamamaraan na isinusulong ng Norwegian na kumpanya na Lace Lithography. Ang kumpanya ay nagtaas noong Marso 2026 ng $40M sa isang Series A na pagpopondo, at sinusuportahan ng Microsoft .

Mula sa Ilaw Patungo sa mga Atom

Ang Batas ni Moore ay Nakakatagpo ng Mahigpit na Hangganan

Ang photolithography ay maaaring maging napakatumpak, na nag-ukit sa target na silicon wafer sa sukat na nanometer. Gayunpaman, dahil sa mga batayang pisikal na dahilan, walang ilaw ang maaaring maging mas tumpak kaysa sa sarili nitong mga wavelength.

Sa mas teknikal na termino, ang pangunahing problema ay ang diffraction limit, kung saan nagsisimulang mag-interfere ang iba’t ibang sinag ng ilaw at nagiging malabo ang ninanais na pattern.

Pinagmulan: ResearchGate

Kaya habang ang lalong makapangyarihang EUV na ilaw ay makakatulong, ito ay maaabot ang isang mahigpit na limitasyong pisikal sa lalong madaling panahon, marahil sa loob ng 10 taon. Ito ay magpapahinto sa Batas ni Moore, ang empirikal na trend ng industriya ng semiconductor na doblehin ang densidad ng transistor bawat dalawang taon.

“Ang resulta ay isang bottleneck sa pagmamanupaktura sa puso ng pandaigdigang ekonomiya, na dumarating eksaktong sa sandaling ang AI ay nagdudulot ng walang kapantay na pagtaas sa pangangailangan para sa compute. Alam ng industriya na darating ito, ngunit dati ay walang sinuman ang may kredibleng sagot.”
Kumpanyang Venture Atomico, mamumuhunan sa Lace Lithography

Pag-ukit Gamit ang mga Atom

Ang diffraction limit ay dahil sa kalikasan ng ilaw, na isang alon. Ngunit ang mga indibidwal na atom ay hindi nasasaklaw ng limitasyong ito. O upang maging tumpak, maaari silang kumilos tulad ng mga alon, tulad ng lahat ng quantum-scale na bagay, ngunit may napakaliit na wavelength kumpara sa ilaw.

“Ang mga atom ay kumikilos tulad ng mga alon, ngunit may napakakaikling wavelength, na nagbibigay-daan sa mas pinong estruktura, mas makapangyarihang mga chip, at radikal na mas mababang konsumo ng enerhiya.”

Ayon sa prinsipyong ito, ang Lace Lithography ay nagde-develop ng isang pamamaraan na nagsasagawa ng lithography gamit ang isang sinag ng helium atoms imbis na ilaw.

Ang sinag na gagamitin ng Lace Lithography para gumawa ng mga chip ay may lapad na halos kasing lapad ng isang hydrogen atom, o 0.1 nanometer. Kung ikukumpara, ang mga lithography tool ng ASML ay gumagamit ng sinag ng ilaw na may lapad na humigit-kumulang 13.5 nanometer, at ang buhok ng tao ay may lapad na humigit-kumulang 100,000 nanometer.

Siyempre, hindi ito bagong ideya, dahil ang konsepto ay pinag-isipan na sa loob ng mga dekada dahil sa likas na kalamangan sa precision na maibibigay ng mga atom kumpara sa ilaw, lalo na kung isasaalang-alang kung gaano kahirap lumikha at magdirekta ng ilaw tulad ng EUV, na nililikha sa pamamagitan ng sobrang pag-init ng libu-libong maliliit na patak ng lata bawat segundo.

Ngunit ang pangunahing isyu ay ang paglikha ng ganoong mask. Ang tradisyonal na mga photomask ay gawa sa quartz o salamin na may substrate na binabalutan ng isang opaque na film kung saan inukit ang pattern ng device na ginagawa. Ang film na ito ay essentially ang template para sa mga chip na i-ukit sa silicon wafer, bagaman ito ay miniaturized sa mas maliit na sukat sa proseso ng pag-ukit.

Upang lumikha ng mask na gagana sa mga atom, ang matematika ng problema ay itinuturing na napakakomplikado hanggang ngayon upang makagawa ng mask para sa atom-beam lithography.

Ito ay ngayon isang problemang sinasabing nalutas na ng Lace Lithography.

Lace Lithography

Pangkalahatang-ideya ng Lace Lithography

Ang kumpanya ay inilunsad noong 2023 at naglalayong “mag-develop ng makabagong teknolohiya sa pag-pattern ng chip para sa susunod na 100 taon ng produksyon ng chip”.

Itinatag ito nina Bodil Holst, isang Danish-Norwegian na pisiko at kaugnay na propesor sa Department of Physics and Technology sa University of Bergen sa Norway, kasama si Adria Salvador Palau, ang dating PhD na estudyante niya.

Ang kumpanya ay may mga pasilidad sa Norway, Spain, at Netherlands, na may punong tanggapan sa Bergen, Norway.

Upang malutas ang problema ng paglikha ng mga mask para sa beam lithography, ginamit ng koponan ang AI upang lutasin ang dating hindi nalulutas na matematika. Ipinapakita nito kung paano maaaring hindi lamang baguhin ng AI kung paano natin ginagawa ang ilang gawain, kundi magbukas ng ganap na mga bagong posibilidad sa matitinding agham at inhinyeriya.

“Ang natitirang mahirap na problema ay ang disenyo ng mask: ang matematika na kasangkot ay itinuturing na epektibong hindi matutugunan. Nalutas ito ng Lace gamit ang isang proprietary na AI-driven algorithm na nagpapabilis ng pagkalkula ng higit sa 15 na order ng magnitude. Hindi ito isang incremental na pagpapabuti. Ito ay isang pagbabago ng kategorya.”

Sa teorya, ang teknolohiyang ito ay maaaring magbigay-daan sa pag-ukit na 10 beses na mas maliit kaysa sa pinaka-advanced na light-based lithography.

Ipinakita ng kumpanya ang agham sa likod ng kanilang tagumpay sa Advanced Lithography + Patterning scientific conference sa San Jose, California, na inorganisa ng SPIE.

Sa abstrak ng presentasyong ito, ipinaliwanag na ang “pangunahing kalamangan ng paggamit ng metastable na mga atom para sa lithography ay ang resolution ng patterning ay hiwalay mula sa enerhiya ng patterning.” Ibig sabihin, ang atom beam ay maaaring maging mas o mas kaunti ang lakas ayon sa pangangailangan, kabaligtaran ng ilaw, na nangangailangan ng patuloy na mas maliliit na wavelength para sa mas mataas na antas ng enerhiya.

“Ipinapakita namin ang dalawang magkaibang exposure mode: proximity at diffraction. Para sa proximity, ipinapakita namin ang mga pattern ng mga butas hanggang 50 nm CD sa kalahating pitch na 100 nm. Para sa diffraction, ipinapakita namin ang regular na line pattern na may kalahating pitch na 50 nm.”

Ang teknolohiya ng mask ay maaaring i-scale sa kasalukuyang sukat ng silicon wafer na ginagamit ng industriya, at maaaring mapalawak pa.

“Dagdag pa rito, ipinapakita namin ang unang AI-based Inverse Lithography Technology (ILT) diffraction mask designs para sa mga atom. Ipinapakita namin na ang mga disenyo ng mask ay maaaring lumikha ng anumang pattern na may teoretikal na limitasyon ng resolution hanggang sa atomic spacing ng silicon. Ang mga simulation ng disenyo ng mask ay maaaring i-scale sa kasalukuyang buong sukat ng field at higit pa.”

Bukod sa Atomico, ang kumpanya ay nakatanggap ng pondo mula sa venture arm ng Microsoft (MSFT ) na M12, Linse Capital, ang Spanish Society for Technological Transformation, at Nysnø. Ang kabuuang valuation ng Lace Lithography ay hindi ibinunyag.

Paghahanda para sa Komersyalisasyon

Siyempre, may panahon sa pagitan ng pagpapakilala ng isang siyentipikong breakthrough at isang prototype, at ng aktwal na malawakang paggamit ng isang teknolohiya.

Gayunpaman, malamang na ang Lace Lithography ay, kung ihahambing, madaling i-integrate sa mga semiconductor foundry. Pinapalitan nito ang EUV light source ng helium beam at ang tradisyonal na photomask ng disenyo ng beam mask na may AI. Kaya wala nang pangangailangan na i-redesign ang linya ng pag-assemble o karamihan ng supply chain na nagsisilbi na sa industriya ng paggawa ng semiconductor.

Sa halip na may prototype na, ang kumpanya ay nagbabalak na magkaroon ng pagsusuri para sa kanilang unang commercial-grade na tool sa isang pilot chip fabrication plant (“fab”) bandang 2029.

Pamumuhunan sa Atom-Beam Lithography

Microsoft

Ang teknolohiyang ito ay napakabago pa, at malamang na hindi makakakita ng anumang aktwal na commercial chip na ginawa gamit ito bago ang 2030, at walang malawakang deployment bago ang 2035 sa pinakamainam.

Gayunpaman, ito ay maaaring maging isang game-changer sa pangmatagalan, na aalisin ang dominanteng manlalaro, ang ASML, mula sa posisyon nitong monopolyo sa lithography. Dahil ang ASML ay kasalukuyang may halagang $450B, kahit isang maliit na partisipasyon sa Lace Lithography ay maaaring magbigay ng malaking kita sa hinaharap.

Dahil karamihan ng mga mamumuhunan ay hindi direktang makakapag-invest sa isang maagang startup tulad ng kumpanyang ito, ang pagkakaroon ng exposure sa stock ng Microsoft ay marahil ang pangalawang pinakamainam na opsyon.

Ang higanteng operating system at software ay gumagawa rin ng maraming taya sa makabagong teknolohiya, kung saan ang AI, lalo na ang AI na inilalapat sa B2B na gamit at pananaliksik pang-agham, ay pangunahing pokus ng kumpanya. Sa nakaraang dekada, ang Microsoft ay naging isang kumpanya na nagtutulak ng hangganan ng ilan sa pinaka-promising na teknolohiya at kumukuha ng mas maraming panganib kaysa sa mga nakaraang dekada:

• Mga chip ng quantum computing, na nag-imbento ng isang buong bagong estado ng materya (topoconductors)
• Nuclear fusion, na may reactor na ihahatid sa Microsoft ng Helion Energy sa lalong madaling panahon sa 2028
• Maagang pagsisimula sa muling pag-restart ng mga nuclear power plant upang patakbuhin ang mga AI data center
• Scientific AIs para sa material sciences, chemistry, at biology
• B2B at PC-based AI (Copilot)

Bukod sa mga aktibidad na ito, ang kumpanya ay nangunguna sa operating software, B2B software (Office), B2B social network (LinkedIn), pag-develop ng video game, gaming console (XBox), cloud computing, at AI development.

Ibig sabihin, habang ang atom-beam lithography ay malamang na hindi magdadagdag nang mag-isa ng isa pang trilyon sa napakalaking market cap ng Microsoft, ito ay isa sa mga napakapangakong larangan kung saan maagang namuhunan ang kumpanya. Kaya ang stock ay maaaring magbigay ng pagtaas mula sa mapangahas na “moonshot” na inobasyon habang nagbibigay din ng exposure sa mas matatag at predictable na pangunahing gawain ng kumpanya.

(Maaari mong basahin pa ang tungkol sa negosyo ng Microsoft bilang kabuuan sa aming ulat sa pamumuhunan na nakatuon sa kumpanya.)

Pinakabagong Balita at Pag-unlad ng Stock ng Microsoft (MSFT)