神祕芯片初創公司浮出水面 意圖挑戰行業巨頭阿斯麥和臺積電

一家神祕的美國初創企業浮出水面，渴望挑戰半導體行業的兩大巨頭：阿斯麥控股和臺積電。

這家名為Substrate的公司開發了一種新型的芯片生產設備，利用粒子加速來完成光刻這一將微電路蝕刻到硅晶圓上的關鍵工序。Substrate聲稱已解決了技術領域最棘手的問題之一，並希望與阿斯麥展開競爭。目前，阿斯麥的設備是製造先進處理器的唯一選擇。

要顛覆芯片製造模式，Substrate面臨重重困難。阿斯麥的技術耗費了數十年時間和數以十億美元資金才得以完善，而半導體制造的複雜性也使新進入者難以在該行業中擠出空間。Substrate還希望把具有成本效益的芯片生產帶回美國，這本身就是一個艱鉅的挑戰。

不過，這家公司獲得了一些關鍵支持。Peter Thiel的Founders Fund與General Catalyst和Valor Equity Partners共同參與了Substrate的早期投資。該公司稱，美國商務部長霍華德·盧特尼克也在多個場合與其創始人會面，並且該公司還與商務部、能源部及其他機構進行了討論。

「總體目標是在美國以最低價格、大批量生產最好的晶圓，」Substrate創始人兼首席執行官James Proud在該公司舊金山辦公室接受採訪時表示。Proud説，行業內很多人覺得這辦不到。「但我認為歷史告訴你，這種看法是不對的。」

芯片的功能來自構建在硅片上的納米級結構。圖形會被燒蝕進多層材料中，隨后以金屬和其他物質填充，形成晶體管及其互連。

問題在於，構成這些電路的某些線路如今細到其尺寸已經小於光的波長。阿斯麥的機器通過使用極紫外光（EUV），以及極其平整的反射鏡和透鏡組合來解決這一難題。該設備能夠生成地球上自然不存在的一種光，從而在當今最先進的芯片上刻畫線條。

Substrate試圖在這一方法上做出變通。儘管這家初創企業出於競爭原因對細節保持保密，但其設備利用粒子加速器從更短波長的X射線中創造光源，Proud表示這使得形成更窄的光束成為可能。

Substrate稱，其設備正在打印12納米級電路圖形，與阿斯麥所謂的高數值孔徑極紫外光刻機的水平相當。這將使該初創企業的設備與當今最先進的產品線處於同一檔次。

Substrate表示，其不使用外部生產的光刻工具或知識產權，並且「構建了一種與其他任何半導體公司都不重疊的差異化技術」。

如果Substrate成功將其推向市場，其X射線光刻設備將比阿斯麥動輒數億美元的龐然大物更便宜、更小。

最終目標是超越阿斯麥只向其他公司銷售設備的做法，使其自身成為一家芯片製造商。Substrate希望建立一家美國晶圓代工廠，生產定製半導體。按照Proud目前的計劃，他表示，其設備可能在未來「幾年內」在一家位於美國的芯片製造廠投產。

在這一領域，Substrate將要挑戰另一家佔據主導地位的公司：臺積電。總部在臺灣的全球最大晶圓代工企業臺積電已在美國及其他地區開設工廠，為英偉達和蘋果等客户生產業界最先進的芯片。

為追求其雄心勃勃的目標，Substrate已經以超過10億美元的估值完成了1億美元的種子輪融資，並深知僅僅建設幾座配備自家設備的晶圓廠就需要再融資數百億美元。

Proud表示，他相信公司最終能夠打造出「全球成本最低的先進製程晶圓廠及晶圓」。編輯/陳佳靖