文章摘要
【关 键 词】 半导体、光刻技术、初创企业、芯片制造、技术创新
过去十年，半导体生产依赖荷兰ASML公司生产的庞大光刻机，这些机器在价值250亿美元的无菌工厂内将图案蚀刻到硅晶片上，对智能手机和人工智能芯片至关重要。然而，美国初创公司Substrate的创始人James Proud提出了一种颠覆性方案，声称可将制造成本降低一半。该公司通过将粒子加速器的光线引导至汽车大小的工具中，实现了高分辨率微芯片层的打印，分辨率堪比世界领先的半导体工厂。Proud的目标是替代ASML的光刻机和台积电的制造厂，尽管这一计划需要“数十亿美元”的投资。
Substrate获得了包括Peter Thiel的Founders Fund在内的多家知名投资机构的支持，估值超过10亿美元。然而，政府科学家和半导体行业对其能否在三年内复制复杂的资本密集型供应链表示怀疑。该公司声称已彻底改造了微芯片生产的关键环节，并计划在美国建立制造工厂，这一计划引起了特朗普政府的关注，后者将减少对海外供应商的依赖视为国家安全优先事项。
Proud的背景颇具传奇色彩。他通过泰尔奖学金项目从伦敦搬到旧金山，并创办过多家初创公司。2019年，他开始研究半导体供应链，并为特朗普政府起草政策文件，呼吁为美国芯片制造业打造“曼哈顿计划”。Substrate的技术核心是通过定制的粒子加速器和光刻工具实现商业化，这一工艺曾被ASML测试但最终放弃。该公司团队包括来自台积电、IBM和谷歌的工程师，他们在旧金山的一个工业仓库中秘密研发了三年。
尽管Substrate的技术展示了潜力，但其使用单一光源为多个工具供电的方案引发了担忧，可能导致工厂停工风险。这一担忧导致拜登政府拒绝了其从《芯片法案》中拨款10多亿美元的请求。2024年初，Substrate在测试中遇到技术问题，但最终通过调整解决了振动导致的图像模糊问题，成功在硅片上打印出高精度图案。该公司声称其机器打印的12纳米特征与ASML最新的高NA EUV机器相当，适合生产2纳米工艺节点的芯片。
Substrate的最终目标不仅是挑战ASML，还希望成为一家美国代工厂，生产定制半导体。Proud表示，建立垂直整合的代工厂需要筹集“数十亿甚至数千亿美元”，并已与德克萨斯农工大学洽谈建造粒子加速器和工厂的计划。尽管缺乏行业支持，但其投资者认为，Substrate抓住了确保美国半导体供应链安全的关键时机。
面对质疑，Proud表现出坚定的决心。他强调，如果不推进创新，“后果将是一场彻底的灾难”，并呼吁创造“第三个更好的选择”。Substrate的未来取决于其能否克服商业障碍，包括建厂、寻找客户和规模化生产。如果成功，其X射线光刻设备可能以更低成本和更小体积颠覆现有市场。
原文和模型
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【原文作者】 半导体行业观察
【摘要模型】 deepseek/deepseek-v3-0324
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