Για δεκαετίες, η μικρογραφία των ηλεκτρονικών τσιπ βασίζεται σε όλο και πιο εξελιγμένες τεχνολογίες χαρακτικής, κοντά στα φυσικά τους όρια. Καθώς τα κυκλώματα φτάνουν σε διαστάσεις νανοκλίμακας, το φως που χρησιμοποιείται για να τα σχεδιάσει γίνεται εμπόδιο. Η λιθογραφία με χρήση ατόμων ηλίου προσφέρει μια σημαντική ανακάλυψη αντικαθιστώντας τα φωτόνια με σωματίδια, ικανά να παρακάμψουν αυτούς τους περιορισμούς και να ανοίξουν νέες προοπτικές για τη βιομηχανία ημιαγωγών.
Μια δέσμη ατόμων 135 φορές λεπτότερη από το φως από την ASML
Η Lace Lithography, που ιδρύθηκε το 2023 στο Μπέργκεν της Νορβηγίας, εργάζεται πάνω σε ένα εργαλείο χάραξης ριζικά διαφορετικό από αυτά που εξοπλίζουν τα σημερινά χυτήρια. Αντί για το ακραίο υπεριώδες φως που χρησιμοποιείται από την ολλανδική ASML, η start-up στέλνει μια δέσμη ατόμων ηλίου στις γκοφρέτες πυριτίου. Ο Δανός-Νορβηγός φυσικός Bodil Holst και ο Ισπανός μηχανικός Adrià Salvador Palau διευθύνουν την εταιρεία από γραφεία στο Μπέργκεν και τη Βαρκελώνη. Τον Μάρτιο, η Lace συγκέντρωσε 40 εκατομμύρια δολάρια σε έναν γύρο χρηματοδότησης με επικεφαλής το ευρωπαϊκό ταμείο Atomico, με συμμετοχή από το ταμείο M12 της Microsoft.
Σήμερα, τα πιο προηγμένα μηχανήματα της ASML προβάλλουν ακραίο υπεριώδες φως με μήκος κύματος 13,5 νανόμετρα για να χαράξει κυκλώματα. Ωστόσο, η δέσμη ηλίου της Lace έχει πλάτος μόνο 0,1 νανόμετρα ή 135 φορές στενότερη. Σε αντίθεση με τα φωτόνια, τα άτομα δεν υφίστανται ένα όριο περίθλασης, το φυσικό φράγμα που εμποδίζει το φως να σχεδιάζει σχέδια κάτω από ένα συγκεκριμένο μέγεθος. Αυτή η ιδιότητα θα καθιστούσε δυνατή, θεωρητικά, τη χάραξη μοτίβων δέκα φορές μικρότερα από αυτά που παράγονται από τον τρέχοντα εξοπλισμό.
Λιθογραφία ατόμων ηλίου, μια μεγάλη τεχνολογική πρόκληση
Η ομάδα παρουσίασε την πρόοδό της τον Φεβρουάριο στο συνέδριο SPIE Advanced Lithography, μια σημαντική συνάντηση της βιομηχανίας ημιαγωγών. Τα πρωτότυπα εργάζονται ήδη στο εργαστήριο και η start-up στοχεύει να εγκαταστήσει ένα εργαλείο δοκιμών σε ένα πιλοτικό εργοστάσιο έως το 2029. Περισσότεροι από 50 μηχανικοί και ερευνητές εργάζονται τώρα στο έργο, που εκτείνεται μεταξύ της Νορβηγίας, της Ισπανίας, του Ηνωμένου Βασιλείου και της Ολλανδίας.
Εάν η τεχνολογία τηρήσει τις υποσχέσεις της, θα προσφέρει μια λιγότερο δαπανηρή και λιγότερο ενεργοβόρα μέθοδο χάραξης από τα συστήματα υπεριώδους φωτός. Οι πιο προηγμένες μηχανές ASML κοστίζουν περισσότερα από 350 εκατομμύρια δολάρια ανά μονάδα.
Η Ευρώπη σε αναζήτηση αυτονομίας στην κατασκευή τσιπ
Η Ευρώπη έχει ήδη έναν βασικό παράγοντα με την ASML στον εξοπλισμό λιθογραφίας, αλλά η κατασκευή των πιο προηγμένων τσιπ παραμένει σε μεγάλο βαθμό συγκεντρωμένη στην Ασία, ιδίως στην TSMC. Η Lace επωφελήθηκε πολύ νωρίς από την υποστήριξη του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Καινοτομίας και της Innovasjon Norge, πολύ πριν από την είσοδο της Atomico στην πρωτεύουσά της. Η εμφάνιση αυτής της start-up αντανακλά την ευρωπαϊκή επιθυμία να μην αφήσουμε την επόμενη τεχνολογική ανακάλυψη να πραγματοποιηθεί αλλού.
Ωστόσο, η μετάβαση από ένα εργαστηριακό πρωτότυπο σε ένα εργαλείο ικανό να παράγει τσιπ σε μεγάλη κλίμακα παραμένει σημαντική. Τίποτα δεν εγγυάται ακόμη ότι η διαδικασία θα είναι βιομηχανικά βιώσιμη και τα τεχνικά εμπόδια παραμένουν πολλά. Αλλά αν η Lace καταφέρει να κάνει αυτό το βήμα, η Ευρώπη θα μπορούσε να προσθέσει στην πρόοδο που απέκτησε με την ASML μια νέα τεχνολογία λιθογραφίας που αναπτύχθηκε στο έδαφός της.
