在極紫外光（EUV）微影設備市場，荷蘭商ASML幾乎是唯一玩家——每台造價高達4億美元、內含超過10萬個精密零件的EUV機台，是全球先進製程晶片得以量產的關鍵瓶頸，也讓ASML長年穩坐半導體設備業的壟斷地位。如今，一家來自舊金山、剛起步不久的新創公司Inversion Semiconductor，打算用完全不同的物理路徑挑戰這個霸主。
Inversion Semiconductor近日獲得美國能源部「創世紀任務」（Genesis Mission）第一階段獎項資助，金額為75萬美元，加上先前透過Y Combinator與Entrepreneur First募得的50萬美元種子輪資金，公司將與勞倫斯伯克利國家實驗室合作，開發一套代號「Self-Optimizing Digital Twin for Compact Laser Plasma」的計畫，目標是打造出足以取代EUV的X光微影技術。
不燒熔融錫，改用氣體電漿產生X光
ASML現行EUV技術的原理，是用高功率CO2雷射反覆轟擊微小的熔融錫滴，藉此產生極紫外光波段的光源，再透過一系列反射鏡將光線聚焦、投影到晶圓上完成曝光。這套系統極其精密也極其昂貴，也是為什麼全球目前僅有ASML一家公司能夠量產EUV機台。
Inversion選擇了截然不同的路徑：不用熔融錫，而是用高功率雷射加熱氫氣或氦氣，形成高溫電漿，藉此激發電子；這些被激發的電子接著穿過一組週期性排列的磁場結構，透過類似自由電子雷射的機制，產生X光頻段的光源。這種方法理論上不僅能繞開ASML的專利與技術路徑，其光源的脈衝頻率更達到每秒5億次，遠遠超越ASML現行技術約每秒5萬次的水準——如果這項數字能在實際系統上兌現，代表曝光效率有機會出現數量級的提升。
AI在其中扮演的角色
值得注意的是，Inversion能拿到能源部「創世紀任務」的資助，關鍵並不只是硬體構想本身，而是他們計畫將人工智慧深度導入研發流程。團隊打算用神經網路模型模擬勞倫斯伯克利國家實驗室的ATAP粒子加速器，透過AI演算法在虛擬環境中反覆調校數百至數千項實驗參數，等於是先用「數位分身」把大量試錯過程搬到模擬環境中跑過一輪，再挑選最有機會成功的參數組合進行實機測試。這種做法能大幅壓低傳統上需要昂貴實體實驗才能摸索出的參數空間，也是能源部近年积極推動AI應用於基礎科學與先進製造的縮影。
距離商用化還有多遠
Inversion執行長Rohan Karthik預期，公司的X光微影技術有機會在約兩年內推出產品。不過必須強調，從實驗室的物理原理驗證，到能夠穩定量產、良率可控的商用機台,中間還有極長的路要走——ASML能夠壟斷EUV市場，靠的不只是單一技術突破，而是數十年累積下來的供應鏈、精密製造工藝與客戶信任關係。
儘管如此，Inversion的案例仍具有指標意義：它顯示出即使是ASML這樣看似無可撼動的技術護城河，仍持續吸引新創公司與美國政府資源投入挑戰。對於高度仰賴先進製程的台灣半導體供應鏈而言，微影設備市場若出現新的競爭者，長期而言有機會鬆動設備採購上過度集中單一供應商的風險，值得後續持續關注這項技術的驗證進度。
資料來源：科技新報