全球首富馬斯克(Elon Musk)旗下特斯拉(Tesla)與SpaceX近日連袂宣布,將在德州打造全球最大晶圓廠「Terafab」,並在首期投入168億美元(約5422億台幣)。除了堪比15座五角大廈的園區規模讓人瞠目結舌,據港媒《風火時報》報導,官方X平台所公布的概念渲染圖,當中所描繪的長條狀巨型廠房,加以中央的圓形結構,更讓網友直呼「裡面藏了粒子加速器」、馬斯克準備採取「自由電子雷射」 (Free Electron Laser, FEL)光刻機。馬斯克對此也親自回復,留下「FELFTW」六字。
網友瞬間炸鍋,稱「FELFTW」即指「自由電子雷射贏定了」(Free Electron Laser For The Win),也有人擔心:「這是否意味著ASML要完蛋了?」外界所以如此聯想,是FEL有望提供另一種EUV光源方案。現行ASML設備採用「雷射產生等離子體」(LPP)技術,以高功率雷射轟擊錫滴,使其形成高溫等離子體,產生13.5奈米極紫外光;FEL則把自由電子加速至接近光速,再讓電子束穿過特殊磁場產生雷射光。由於電子能量與磁場都能調整,FEL具備改變光源波長的彈性,也可搭配大型粒子加速器集中產生光源,理論上供應同一座晶圓廠內多台光刻設備。
ASML現行EUV系統已投入量產多年,支撐7奈米、5奈米、3奈米等先進製程。8月5日,台積電在社群平台發布美國亞利桑那廠影片,展示ASML EUV光刻機進行下一代晶片製程。不過,LPP光源仍有功率提升不易、錫滴產生的碎屑可能污染精密光學元件等問題,每台EUV光刻機還都需要配置獨立光源。FEL不使用錫滴,若大型中央加速器真的能穩定供應多台設備,光源配置模式也可能跟著改變。這條路線過去並非沒有人研究,只是大型加速器的體積、建置成本與維護難度始終是問題,ASML早年也曾評估利用加速器產生EUV,最後仍選擇錫滴等離子體方案。
Terafab超大規模發揮FEL優勢!馬斯克笑稱:晶圓廠內可抽雪茄
不過,Terafab是超大型晶圓廠,空間足夠容納大型粒子加速器,能夠有效發揮FEL的優勢。報導回顧馬斯克年初接受節目訪問:「我覺得現在這些先進晶圓廠把無塵室搞錯了。我敢打賭,特斯拉會有一座2奈米的工廠,而且我能在裡面一邊吃芝士漢堡、一邊抽雪茄。」這番看似玩笑的話,如今再搭配他留下的「FEL FTW」,卻能看出相同思路:不把產業現有做法視為理所當然,而是從最底層的物理與製程重新思考。無塵室可以重做,EUV光源也可以換一條路,從光子進入到晶片產出,馬斯克想挑戰的,正是整套流程能不能重新設計。
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