近日，有报道称英特尔前首席技术官和首席执行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）再出山——加入xLight公司，并担任执行董事长一职，致力于利用粒子加速器为芯片制造带来全新变革。
xLight是一家专注于开发自由电子激光（FEL）技术的初创企业，该技术旨在为极紫外（EUV）光刻系统提供光源。EUV光刻是半导体制造中的关键技术，能够在硅片上制造出极小的电路图案，目前高数值孔径（High-NA）EUV可实现8nm的分辨率，低数值孔径（Low-NA）EUV分辨率约为13nm，其原理是利用波长为13.5nm的EUV光。当下，ASML是唯一能够制造EUV光刻系统的公司，其采用的是一套复杂的13.5nm波长光源产生方式。
利用粒子加速器为光刻设备产生光源的设想并非新鲜事，但xLight公司却有着独特的野心。他们宣称，到2028年能够成功生产出这样的光源，并且确保与现有工具兼容。帕特·基辛格在领英发文表示，作为Playground Global新角色的一部分，他加入xLight，将与Nicholas Kelez团队紧密合作，借助粒子加速器技术打造世界上最强大的自由电子激光器。
从光源性能上看，xLight的进展令人瞩目。基辛格透露，xLight开发的激光产生等离子体（LPP）光源，功率达到了目前最先进系统的四倍。ASML的Twinscan NXE:3600D配备的是250W的LPP光源，NXE:3800E的光源功率约为300W，尽管ASML在研究环境中展示过功率超500W的EUV光源，但尚未应用到商业部署系统中。而xLight声称，他们如今已拥有功率超1000W的LPP光源，且计划在2028年实现商业化应用。
图：帕特·基辛格再出山，借助粒子加速器能打破芯片制造现有格局吗？（图源：xLight）
不仅如此，xLight的技术在成本控制方面也有着巨大优势。基辛格指出，该技术可使每片晶圆的成本降低约50%，资本和运营费用降低至原来的三分之一，这无疑是芯片制造效率的重大飞跃。虽然目前尚不清楚ASML光刻系统中单独光源的价格，但xLight的这一成本优势，有望大幅降低基于FEL的光刻工具成本，相比现有ASML设备更具竞争力。
值得注意的是，xLight并不打算取代ASML的EUV光刻工具，而是生产一种“到2028年能够连接到ASML扫描仪并运行晶圆”的LPP光源。这意味着xLight的光源大概率能与现有ASML工具兼容，但与下一代High-NA EUV工具的兼容性仍有待明确，尽管它们可能使用相同的LPP光源类型。此外，在实际晶圆厂环境中，现有晶圆厂是根据特定工具建造的，Low-NA EUV系统的光源位于设备下方，High-NA EUV工具的LPP光源则在同一水平面上，xLight的光源要适配这些不同布局存在挑战，而且当前粒子加速器的尺寸对于现有晶圆厂来说偏大，若要应用，可能更适合下一代晶圆厂。
xLight的FEL技术潜力不止于芯片制造。从长远来看，这是一个价值数十亿美元的机遇；在短期内，该公司的系统还适用于高功率计量和检测工具。甚至在半导体领域之外，它还能应用于国家安全和生物技术领域，例如点防御、太空碎片控制、医学成像以及科学研究等，为解决这些领域的难题提供新的技术手段。
帕特·基辛格加盟xLight，为粒子加速器在芯片制造领域的应用注入了新的活力。xLight的FEL技术若能按计划实现突破，不仅会改变芯片制造的成本与效率格局，还将为多个领域带来创新可能，其发展动向值得持续关注。
