近日，据路透社消息，挪威初创企业Lace Lithography宣布完成4000万美元A轮融资，这笔资金将用于研发最新的芯片制造设备——该设备不采用传统光源，而是利用氦原子束在硅片上进行图形刻蚀，光束宽度仅0.1纳米，相当于单个氢原子大小。
注意看是挪威啊，这一精度是阿斯麦（ASML）极紫外光刻机（EUV）13.5纳米波长的135倍，被业界称为"超越极紫外光刻"（BEUV）技术。
Lace Lithography的技术核心在于彻底摒弃了电磁辐射，改用中性氦原子作为图案化媒介。
传统光子光刻技术受限于所使用光的波长，存在物理上的"衍射极限"，而原子不存在这一限制。
随着芯片厂商不断追求更小的制程尺寸，台积电、英特尔等企业不得不采用日益复杂的多重曝光技术来突破这一限制，但Lace的技术完全绕开了这一难题。
公司首席执行官兼联合创始人博迪尔・霍尔斯特称，该技术可让芯片制造商实现"终极原子级分辨率"的晶圆光刻。
比利时微电子研究中心（Imec）光刻科学总监约翰・彼得森向路透社表示，该技术有望将晶体管及其他芯片结构尺寸缩小一个数量级，达到"几乎难以想象"的水平。
这意味着未来芯片的性能将实现质的飞跃，人工智能、量子计算等前沿领域有望获得更强大的硬件支撑。对于长期被光刻精度限制的半导体行业而言，这无疑是打开了一扇通往新世界的大门。
事实上，Lace Lithography并非唯一挑战ASML垄断地位的企业，当前，越来越多初创企业正研发技术方案试图打破这一格局。美国企业Substrate与xLight均在研发基于粒子加速器驱动光源的极紫外或X射线光刻设备，其中xLight已获得美国政府1.5亿美元资助。
除此之外，日本佳能早在2024年9月向德州电子研究院交付首台纳米压印光刻设备，中国企业璞璘科技也已在国内交付自研纳米压印系统，线宽做到10纳米以下，这些技术路线虽各不相同，但共同指向一个目标——降低对ASML EUV光刻机的依赖。
虽然前景诱人，但从实验室走向量产还有很大一段距离，Lace Lithography目前计划于2029年在试验产线部署测试设备，而真正实现规模化量产仍需漫长时间。
光刻机究竟有多难造？
首先，光源系统的精度要求极高，以最先进的极紫外（EUV）光刻机为例，其需要利用高功率激光每秒约5万次精准击打直径仅20微米、高速下落的锡液滴来产生13.5纳米波长的光，这个过程被比喻为“用乒乓球击打空中的苍蝇”。
其次，光学系统的精度达到原子级，EUV光刻机使用的反射镜表面需要加工到面形误差小于0.02纳米，若将镜面放大至地球大小，其表面的起伏高度不能超过一根头发丝的直径。
再者，机械控制系统的同步精度令人咋舌，承载硅片的工件台运动速度可达5米/秒，但其与掩模台的同步运动误差平均值必须小于0.5纳米，这相当于要求两架超音速飞行的飞机保持相对位置偏差在0.03微米以内。
最后，系统的复杂集成度超乎想象，一台EUV光刻机包含超过10万个零部件和2公里长的电缆，其研发周期长达数十年，仅ASML公司在EUV技术上的投入就超过60亿欧元。
这些因素共同使得光刻机成为集光学、材料、机械和控制等领域顶尖技术于一身的“工业皇冠上的明珠”。
因此，我们再来看Lace的技术，Lace目前尚无成熟的工艺流程生态可对接，所以商业化量产这条路还很长。
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