半導體「摩爾定律」有救了!英特爾前CEO開發ASML放棄的關鍵技術獲美政府支持

英特爾 (INTC-US) 前執行長格爾辛格(Pat Gelsinger)正試圖透過其半導體新創公司 xLight 拯救摩爾定律(Moore’s law),而美國政府也對此提供支持。
根據《TechCrunch》報導,離開英特爾一年後,格爾辛格將其豐富的半導體產業經驗投入到 xLight,擔任該公司的執行主席。
上週,xLight 宣布與美國商務部達成初步協議,將獲得最高 1.5 億美元的政府資金,使美國政府成為 xLight 的重要股東。
這筆資金來自《晶片與科學法案》,旨在支持 xLight 突破半導體產業的最大瓶頸「微影製程」(lithography),即在矽晶圓上蝕刻微觀電路圖案的關鍵過程。
xLight 正研發由粒子加速器驅動的「自由電子雷射」(free electron laser)技術,若成功實現大規模應用,有望徹底顛覆晶片製造方式。
格爾辛格相信,這項技術將「喚醒摩爾定律」,延續計算能力每兩年翻倍的原則。
他表示:「我有一個長期使命,就是希望半導體產業能持續遵循摩爾定律。我們認為,這項技術(自由電子雷射)將能喚醒摩爾定律。」
xLight 的技術突破:光作為「公用設施」
xLight 計畫開發的自由電子雷射其規模與野心相當驚人。晶片製造依賴微影製程,用光刻出奈米級電路圖案,而光波長的精準度決定晶片能做多小、功能能多強。
格爾辛格指出:「(半導體行業)大約有一半的資本支出都投入在微影製程上。微影設備的核心就是『光』,而能否持續在更短波長、更高功率的光源上不斷創新,正是推動先進半導體持續演進的關鍵本質。」
目前艾司摩爾 (ASML-US) 的主流技術波長約為 13.5 奈米,而 xLight 的自由電子雷射則可產生精準到 2 奈米的極紫外光,將大幅提升晶片製程精度與性能。
xLight 執行長 Nicholas Kelez 表示,該公司最大的創新在於將光源視為「公用設施」,像電力或空調一樣在晶圓廠外建置,再分配進製造設備。
他說:「我們不再像艾司摩爾那樣,把整合式光源直接做進微影設備中,因為那會限制體積與功率。」
xLight 計畫打造長約 100 公尺、寬約 50 公尺、相當於一座足球場大小的設備,設置在半導體晶圓廠外,突破傳統技術限制,使先進晶片製造更高效。
值得注意的是,艾司摩爾曾在近十年前放棄類似做法。對此, Kelez 解釋說:「關鍵差異在於,當時技術成熟度還不夠。」
他指出,那時真正存在的 EUV 設備屈指可數,而整個產業已經在既有技術上投入了數百億美元,「那時並不是適合去挑戰一種完全全新、而且路線截然不同的技術的時機。」
但如今, EUV 已成為先進製程晶片製造的標配,而現有光源技術也逐漸觸及極限,整體時機看來已更加成熟。
xLight 技術商業化時間表與合作策略
儘管 xLight 雄心勃勃,但商業化仍需時間。該公司計畫在 2028 年生產首個矽晶圓,並在 2029 年投入第一個商業系統。
Kelez 強調,xLight 並非艾司摩爾的競爭對手,反而正密切合作,共同設計如何與艾司摩爾的掃描式微影機整合,並與供應商如蔡司合作。
雖然由 Peter Thiel 支持的 Substrate 也在開發類似 EUV 工具,但格爾辛格指出,Substrate 專注於全套微影掃描設備,若成功,未來甚至可能成為 xLight 自由電子雷射技術的客戶。
格爾辛格對美國政府入股的看法
對於矽谷對政府持股可能違反「自由企業」原則的疑慮,格爾辛格認為,這是提升國家競爭力的必要措施。
他說:「我衡量的標準是結果,包括這是否推動了我們期望以及重振產業政策需要的成果。」
格爾辛格指出:「許多具有競爭力的國家不會進行這種爭論,因為他們推行必要政策以確保競爭優勢。」
格爾辛格以能源政策為例,反問「如今美國建造的核能反應爐有多少?零座。中國呢?三十九座。在數位與 AI 經濟時代,能源政策等同於國家經濟實力。」
對 xLight 而言,政府投資幾乎沒有附加條件。Kelez 表示,商務部不擁有否決權或董事會席位。
格爾辛格也補充說,政府也無任何資訊權利:「這是一項少數股權投資,不干涉公司治理,但表明我們希望這家公司成功,因為符合國家利益。」
目前,xLight 已從包括 Playground Global 在內的投資者募得 4,000 萬美元,並計畫明年一月進行下一輪融資。
Kelez 指出,與需要數十億資金的核融合或量子運算新創公司不同,xLight 發展路徑更可控:「這不是核融合或量子運算,我們不需要數十億美元。」