吉林
极紫外（EUV）光刻机，是造先进芯片的“镇厂之宝”，全球只有荷兰阿斯麦（ASML）一家能造。8月，特斯拉和SpaceX的掌门人马斯克，在社交平台X上对一条讨论其“Terafab”芯片工厂的帖子，回了一句简短的话：“FEL FTW”，也就是“自由电子激光，必胜”。
这被外界解读为，他倾向于用粒子加速器产生的自由电子激光，来替代ASML现有的EUV光源。
但据摩根大通给客户的一份研究报告，ASML对此的态度是：鉴于激光技术的进步，没有理由去尝试这种马斯克青睐的新光源。
这场“锡滴对粒子加速器”的争论，背后是一次关于芯片制造未来的路线之争。
ASML的“锡滴魔法”：EUV光是怎么来的
现代EUV光刻机使用的是激光产生等离子体（LPP）光源：用强大的二氧化碳激光脉冲，去轰击直径约30微米的熔融锡滴，把它们变成电离的等离子体，发出波长13.5纳米的EUV光。
（图片来源：ASML）
这些光再由一块直径约半米、镀有钼和硅多层膜的椭圆形收集镜收集，尽可能多地反射13.5纳米的光，送往光刻机入口的中间焦点。
由于几乎所有材料都会吸收EUV光，连特制的多层膜反射镜也会吸收相当一部分，所以整条光路必须在真空中运行，并使用反射式而不是常见的折射式光学元件。这也是产生足够功率的EUV光源依然很难的原因之一。
尽管挑战重重，ASML已经把LPP光源的功率从约250瓦逐步提高到约500瓦，并计划在未来几年提高到1000瓦，同时把每秒生成的锡滴数量几乎翻倍，达到10万颗。
马斯克看好的“粒子加速器”：自由电子激光
自由电子激光（FEL）的原理是：把电子加速到接近光速，让电子束穿过一个“波荡器”，也就是一组交替排列的磁铁，迫使电子来回摆动并发出辐射。电子与自身辐射相互作用，聚成微小的“电子团”，同相地发出波长13.5纳米的光。
（图片来源：ASML）
这种方法没有锡滴，也就没有相关的碎屑，以及为了防护而需要给光掩模加的保护膜，而且有可能提供比LPP高得多的EUV功率。
此外，一台FEL理论上可以取代多个LPP光源，通过一套大型EUV光束分配系统，为多台光刻机供光。这对于像Terafab这样规模空前的工厂来说，很有吸引力。
至少有三家美国初创公司正在研究基于粒子加速器的替代EUV光源，包括xLight、Inversion Semi和Tau Systems，其中xLight由英特尔前CEO帕特·基辛格担任董事长，预计2028年才能交付可工作的原型。
代价：粒子加速器不是“插电即用”
问题在于，与相对紧凑的LPP相比，FEL需要一整套高度复杂的粒子加速器：电子源、长长的波荡器、电子束控制、辐射屏蔽，以及一套能在不损失太多功率的情况下，处理和分配极高EUV功率的反射镜系统。
更关键的是，整台机器还得达到芯片工厂级别的可用性、效率和成本，而这一点，ASML和整个行业曾花了多年才做到。
（图片来源：xLight）
所以，尽管中国、美国和日本对FEL都热情高涨，但要在真实的半导体生产工厂里与LPP一较高下，可能需要十年甚至更久。
这项技术在此期间会烧掉数十亿美元，并非所有正在追逐FEL的机构，都能活到那一天。
怎么看这场“路线之争”
首先，摩根大通的说法，转述的是ASML的立场，并不是ASML的官方声明。有评论认为，这场争论的关键，不在于FEL能不能行得通，而在于LPP还有多大的提升空间。
ASML选择的是把眼前的空间榨干：把功率推到1000瓦，把锡滴数量翻倍，而不是把整个EUV光源推倒重来。
对马斯克来说，Terafab是一个规模空前的“试验场”，也可能成为FEL商业化的“需求推手”。如果这种需求足够大，也许能让一项曾被行业领头羊搁置的技术，重新有机会。
但无论选择哪条路，最终的检验标准都一样：能不能在工厂里，稳定、便宜、大批量地造出合格的芯片。
所以，这更像是一场“慢跑”，而不是“百米冲刺”：短期内，ASML的锡滴仍是主流，长期看，光源可能会从“设备零件”，变成“工厂基础设施”。
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