英特爾前掌門人帕特·基辛格近日宣布加入初創公司xLight，并出任執行董事長一職。這一消息不僅引起了業界的廣泛關注，也標志著基辛格正式涉足極紫外（EUV）光刻技術的革新領域。
xLight是一家致力于開發基于直線電子加速器的自由電子激光（FEL）技術的EUV光源系統的公司。據悉，該公司的技術有望將EUV光刻機的系統及運營成本降低三倍，并計劃在2028年實現商業化應用，同時保持與現有設備的兼容性。
基辛格在加入xLight后表示：“我們正站在自互聯網誕生以來計算基礎設施最具變革性的時刻。我期待著與xLight合作，共同推動下一代半導體制造技術的發展。自由電子激光器無疑是光刻技術的未來，而xLight在這一領域無疑處于領先地位?！?/p>
xLight的首席執行官Nicholas Kelez對基辛格的加入表示熱烈歡迎：“基辛格先生對半導體行業的技術理解和知識非常深厚，他立即明白了xLight的系統對美國半導體制造業未來的重要性。我們很高興他能加入我們的董事會，并期待我們的合作能夠取得豐碩成果?！?/p>
△xLight的粒子加速器
目前，光刻機巨頭ASML所采用的EUV光源系統主要基于激光等離子體EUV光源（LPP）。然而，這種技術存在系統龐大復雜、功耗巨大且EUV光源功率有限等問題，導致EUV光刻機成本高昂。全球僅有少數頭部晶圓制造廠商能夠承擔得起單價約1.5億美元的EUV光刻機，主要用于7nm以下先進制程芯片的制造。
為了降低EUV光源系統的成本，美國、中國、日本等國家的研究機構都在積極研發基于直線電子加速器的自由電子激光（FEL）技術的EUV光源系統。其中，基于FEL技術的EUV光源方案被寄予厚望，主要分為振蕩器FEL和自放大自發輻射（SASE）FEL兩種類型。
xLight所研發的EUV-FEL光源系統正是基于SASE-FEL技術，并采用了能量回收直線加速器（ERL）。與LPP光源相比，EUV-FEL光源具有多項優勢：可產生超過10kW的高EUV功率，且不會產生錫滴碎片，因此可以同時為多臺EUV光刻機提供高功率的EUV光源，而不會對集光鏡造成污染。
△(a) 普通直線加速器 和 (b) 能量回收直線加速器示意圖
據研究數據顯示，EUV-FEL光源的建設和運行成本遠低于LPP光源。以1kW EUV功率為例，EUV-FEL光源的建設成本約為4000萬美元，每年運營成本為400萬美元；而LPP光源的建設成本高達8000萬美元，每年運營成本更是高達6000萬美元。因此，采用EUV-FEL光源代替LPP光源，綜合成本可降低兩倍以上。
xLight由一支由光源先驅、光刻師和粒子加速器制造商組成的團隊領導。雖然規模較小，但其團隊在光刻和加速器技術領域擁有多年的經驗。xLight的首席科學家Gennady Stupakov博士還是2024年IEEE核能和等離子體科學學會粒子加速器科學技術獎（PAST獎）的獲獎者之一。
據基辛格透露，xLight研發的EUV-FEL光源系統功率已達到當今最先進EUV光源系統的四倍，即1000W左右，并計劃在2028年準備好用于商業化應用。這將為半導體制造業帶來重大飛躍，大幅降低光刻成本并提高制造效率。
值得注意的是，xLight的目標并不是取代ASML的EUV光刻工具，而是推出一個可以兼容ASML EUV光刻機的EUV-FEL光源系統。xLight利用美國在粒子加速器技術、基礎設施和知識方面的領導地位，正在快速開發和部署其獨特的EUV-FEL光源解決方案，以實現更經濟、更可持續的EUV光刻未來。
