TSMC / ASML 未來的競爭者?
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https://www.ft.com/content/2496edef-4f1b-47aa-877d-9c01271faaa1
矽谷晶片新創公司融資1億美元，挑戰台積電和阿斯麥
Substrate (Substrate.com) 計劃利用粒子加速器來降低晶片製造成本。
包括彼得·蒂爾的 Founders Fund 在內的矽谷投資者，已向一家神秘的美國新創公司投資超過 1 億美元，該公司雄心勃勃地計劃挑戰台積電和 ASML 在尖端晶片製造領域的統治地位。
總部位於舊金山的Substrate公司由詹姆斯·普勞德和他的弟弟奧利弗於2022年創立，計劃利用粒子加速器以遠低於當今最先進設備的成本製造晶片。兄弟二人此前並無半導體製造經驗。
儘管 Substrate 在世界上技術最複雜的行業之一中面臨著巨大的物流和財務挑戰，但這家新創公司已經吸引了包括 Founders Fund、General Catalyst 和 Valor Equity Partners 在內的大牌投資者的資金。
Substrate公司表示，該公司去年完成的超過1億美元的融資（此前未披露）使該公司估值超過10億美元。
普勞德告訴《金融時報》，他希望提升美國本土晶片製造能力，而當時包括蘋果和英偉達在內的美國科技集團在尖端半導體生產方面已經嚴重依賴外國公司。
普勞德表示，他計劃建造替代荷蘭ASML公司先進光刻機（用於在矽晶圓上蝕刻微小晶體管）和台積電巨型製造廠的設備——他表示，實現這些目標將耗資「數十億美元」。
他還補充說，他之前缺乏半導體行業的經驗「絕對是一件好事，因為如果我有相關經驗，我會認為這是不可能的」。
半導體代工廠的建造成本高達數百億美元，ASML最先進的設備每台造價也高達數億美元。普勞德聲稱，他的方法可以將尖端晶圓的生產成本從預計的10萬美元降低到本十年末的「接近1萬美元」。他希望到2028年能夠實現量產。
出生於倫敦但現在是美國公民的普勞德表示，他投身科技創新事業的動力是幫助美國在全球科技霸權競賽中擊敗中國。 (把台灣當成了中國???)
普勞德說：“這家公司本身就很有理念。美國需要先進的半導體生產技術，我們需要大規模生產。”
普勞德表示，外國壟斷企業掌控著晶片生產的“兩大主要瓶頸”，這是一種“令人擔憂的依賴”。他還補充說，Substrate的目標是生產「成本結構能夠讓（美國）與中國競爭」的晶片。
Substrate 經過三年的秘密研發才得以問世，與此同時，美國政府正努力確保陷入困境的晶片製造商英特爾的未來，包括入股這家矽谷集團，而中國則威脅要限制對全球科技供應鏈至關重要的稀土礦物的出口。
「這些都是歷史上非常重要的時刻，必須把握好，」Founders Fund合夥人Trae Stephens說道，他主導了該公司對Substrate的投資。 “目前，美國政府面臨著巨大的壓力，需要找到確保半導體供應鏈可靠且具有韌性的方法……而James正抓住了這一關鍵時刻。”
Substrate 的技術是利用粒子加速器作為基於 X 射線的光刻系統的光源，使用比 ASML 最新「極紫外線」機器更短波長的光，將電路印製到矽上。
Substrate公司在美國國家實驗室 US National Laboratories 展示的這套系統，能夠在晶圓上創建複雜的圖案，其分辨率據稱可與ASML最新的“高數值孔徑”（High NA）極紫外光刻（EUV）設備相媲美。他表示，這將使其適用於2奈米製程節點的晶片生產，而2奈米製程節點正是目前半導體產業最先進的技術。 Substrate公司也計劃使用現有的晶片製造工具。
Proud 表示，建造一個「更加垂直整合」的代工廠需要籌集「數十億美元——在某個時候可能是數百億美元，甚至數千億美元」——因為業務規模會擴展到多個工廠。
史蒂芬斯表示：“建造這些晶圓廠的雄心壯志非常巨大，需要大量資金，這需要戰略投資、債務融資和政府撥款相結合。這將是一個需要所有人齊心協力的時刻。”
普勞德19歲時搬到矽谷，此前他成為蒂爾10萬美元獎學金的早期得主之一。該獎學金旨在資助年輕人創業，而不是上大學。普勞德先前最知名的創業計畫是醫療科技新創公司Hello，該公司在2015年融資4,000萬美元，但兩年後倒閉。
史蒂芬斯表示，普勞德在 Substrate 組建了一支「令人印象深刻」的團隊，其中包括來自美國國家實驗室、台積電、應用材料、AMD、谷歌和高通的科學家和工程師。
史蒂芬斯說：“與其他晶片新創公司相比，Substrate 顯然佔據了更大的市場份額。但如果他們成功了，那將是巨大的勝利。”
https://newsletter.semianalysis.com/p/how-to-kill-2-monopolies-with-1-tool
部分節錄
Substrate 似乎已經至少部分克服了這些 X 光技術難題，其性能表現令人驚嘆：
- 可在 2nm、1nm 以及可能更遠節點實現所有層的單次曝光。
- 解析度與高數值孔徑極紫外光相當。
- 已證實12奈米特徵
- 能夠呈現複雜、任意的模式
- 套刻精度≤1.6 nm，全晶圓CDU≤0.25 nm，線邊緣粗糙度(LER)≤1 nm，LCDU≤1.5 nm
- 先進晶圓的生產成本將比現有方案降低 50%。
- 2nm、1nm及較小節點的單次曝光：線/空圖案為12nm線寬+24nm間距，總間距為P36。2nm至1nm節點的目標間距較接近P20-22範圍，但尚不清楚此圖案是否針對最小總間距。線端之間的尖端距離為13nm，非常適合單次曝光。
不過，這顯然屬於高數值孔徑（NA）等級的單次曝光分辨率，而低數值孔徑的分辨率通常僅限於~P28。隨機通孔的效果也非常好，30奈米的間距相當激進。 - 複雜且任意的圖案似乎是真的。雙向圖案的顯微照片尚未公開，但我們獲得了一個密集結構的範例。結果令人鼓舞，但我們仍需觀察和理解更多。在這種尺度和密度下，預期的圖案化挑戰（例如液晶擴散、隨機性等）顯然存在。此外，目前尚不清楚這是光阻圖案還是蝕刻圖案。
- 對於最先進的邏輯製程中的關鍵層而言，1.6 nm 的套刻精度偏高。一個比較好的經驗法則是套刻精度應為特徵尺寸的 10%，因此在這種情況下，1.0-1.2 nm 左右的套刻精度更為理想。目前尚不清楚這是否是機器匹配套刻，機器匹配套刻比單機套刻更困難，但對於大批量晶圓廠而言至關重要。良好的機器匹配套刻允許在不同的光刻機上進行連續層的加工，從而簡化晶圓廠的生產計劃。 ASML 在最新的 EUV 微影機上實現了約 0.9 nm 的機器匹配套刻精度。
- 0.25 nm 的全晶圓 CDU非常出色，實際上超出了常規測量能力。假設兩者都測量了每個視場平均 CD 的 3 個標準偏差，那麼這比 ASML 3800E 掃描儀的 0.7 nm 精度要好得多。
- 良好的CDU意味著最終晶片性能更加穩定——例如，晶片兩端的電晶體閾值電壓、驅動電流等參數將更加接近。此外，由於CD值更有可能在設計容差範圍內，因此良率也會提高。
- 尖端晶圓的成本將比現有晶圓降低 50% ：這一點還有待驗證。據推測，這主要是透過消除多重曝光和降低單次曝光成本來實現的。在最樂觀的假設下，SemiAnalysis 對 5 奈米級製程的詳細模型顯示，成本可降低 25%。 2 奈米製程的成本降低幅度不會有太大差異。雖然可能與上述說法不符，但 25% 的成本節省在當前情況下已經相當可觀，並將帶來顯著的競爭優勢。
有些技術討論以及ASML自己等有提到之所以各種光源評估後決定選擇EUV作光源，
除了足以滿足接下來的數代製程近程，在已有的總系統及各環節基礎上相容性上也比較好，不用把整片地都翻了去大改
比如reddit上過去的這篇就有一些相關的討論
為什麼 Intel/TSMC/Samsung 不用 X 光微影技術？
裏頭有聊到改動成本.技術競爭力.未來數代製程的滿足度(指光源).X光的侷限(過度穿透力導致鏡片反射系統.光罩等都必須找到替代或是額外孳生其他問題).現有整體系統的相容性等等
甚至是講到較現實一點的"怎樣用最少的創新/進步，榨取最多的錢？"
(這個其實不能否認，幾乎所有關乎延續性的課題上都避不開，領先者一般都會這麼做，反而是市場後進者會比較激進想怎麼才能去對市場主流翻桌，來爭取殺入市場的門票)
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