Вся современная микроэлектроника держится на одном физическом принципе: свет проходит через маску и рисует узор на кремниевой пластине. Так работает фотолитография — технология, которую совершенствуют полвека. Голландская ASML довела её до предела возможного: EUV-сканеры используют экстремальный ультрафиолет с длиной волны 13,5 нм, позволяя формировать транзисторы размером 3 нм и меньше. Каждая такая машина стоит сотни миллионов долларов и весит больше грузового самолёта.
Но у света есть фундаментальное ограничение — дифракция. Волна не может «нарисовать» элемент тоньше, чем её собственная длина. Какими бы хитрыми ни были оптические трюки, физику не обманешь. Рано или поздно фотонная литография упрётся в стену.
Норвежский стартап Lace Lithography утверждает, что нашёл способ эту стену обойти — причём не сбоку, а принципиально другим путём. Вместо фотонов компания предлагает использовать пучок атомов гелия. И инвесторы, включая Microsoft, поверили: как сообщает Reuters, Lace Lithography привлекла $40 млн в очередном раунде финансирования.
В чём суть технологии
Идея элегантна. Атомы — не волны. У них нет дифракционного предела, который ограничивает фотонную литографию. Пучок атомов гелия можно сфокусировать в луч шириной 0,1 нм — это размер одного атома. Для сравнения: EUV-сканеры ASML работают с длиной волны 13,5 нм. Разница — более чем в сто раз.
По данным самой Lace Lithography, технология позволяет формировать элементы микросхем в 10 раз меньше, чем существующие системы литографии. Компания называет свой подход BEUV — Beyond-EUV, то есть «за пределами экстремального ультрафиолета».
Если заявленные параметры подтвердятся, речь идёт о возможности производить транзисторы принципиально нового масштаба — субнанометрового. Того, куда фотонная литография в принципе не способна дотянуться, какой бы совершенной она ни стала.
Кто стоит за проектом
Lace Lithography основана в 2023 году физиком Бодилой Холст. Компания базируется в Норвегии — стране, не входящей в число традиционных игроков полупроводниковой индустрии. Однако поддержка Microsoft и привлечённые $40 млн говорят о том, что крупный бизнес воспринимает разработку всерьёз.
Microsoft заинтересован не случайно. Компания — один из крупнейших заказчиков вычислительных мощностей для ИИ, и любая технология, обещающая уменьшение размеров транзисторов, напрямую влияет на плотность, энергоэффективность и стоимость будущих процессоров и ускорителей для дата-центров.
Насколько это реалистично
Важно сохранять трезвость. Разработка пока находится на ранней стадии. Сама компания сообщает, что планирует запустить тестовый образец на пилотном производстве к 2029 году. От пилота до серийной машины, пригодной для фабричного конвейера, — дистанция в годы и миллиарды долларов.
ASML шла к коммерческому EUV-сканеру более двадцати лет. Первые лабораторные демонстрации состоялись в конце 1990-х, а массовое производство на EUV началось только в 2019-м. Новая технология, какой бы перспективной она ни казалась, столкнётся с теми же вызовами: надёжность источника пучка, скорость экспонирования, совместимость с существующими фоторезистами и технологическими процессами, масштабируемость до промышленных объёмов.
Тем не менее $40 млн инвестиций — серьёзная сумма для стартапа на стадии разработки. Это не грант на написание научной статьи, а деньги на создание инженерной команды и работающего прототипа.
Почему это важно для отрасли
Закон Мура — эмпирическое правило, по которому количество транзисторов на микросхеме удваивается примерно каждые два года, — постепенно замедляется. Каждый следующий шаг миниатюризации обходится всё дороже и требует всё более изощрённых технических решений. Фабрика на техпроцессе 2 нм стоит $20+ млрд. Следующее поколение будет ещё дороже.
Если атомная литография действительно позволит преодолеть дифракционный барьер, это откроет путь к транзисторам совершенно нового масштаба — и, возможно, к новому витку закона Мура, который многие уже поспешили похоронить.
Для ASML появление потенциального конкурента — пока скорее теоретическая угроза. Голландская компания контролирует 100% рынка EUV-литографии, и её позиции в ближайшее десятилетие непоколебимы. Но в горизонте 2030–2035 годов рынок литографического оборудования может стать значительно интереснее — если норвежцы сумеют довести свою технологию до рабочего прототипа.
Взгляд из России
Для отечественной микроэлектроники новость имеет двойное звучание. С одной стороны, Россия пока осваивает техпроцессы 90 нм и мечтает о 28 нм — разговоры о субнанометровой литографии звучат как сюжет из научной фантастики.
С другой — именно такие технологические разрывы создают «окна», через которые можно войти в отрасль. Если атомная литография принципиально отличается от фотонной, в ней нет двадцатилетнего задела ASML, нет устоявшихся цепочек поставок, нет монополии. Теоретически — это шанс для любой страны, обладающей научным потенциалом в области атомной и ионной физики. А в России такой потенциал существует.
Пока это лишь перспектива. Но следить за Lace Lithography стоит — от таких стартапов иногда начинаются революции.