Машина стоимостью $400 млн, определяющая будущее производства чипов

Йос Беншоп поднимается по лестнице, чтобы оказаться на вершине своей новейшей машины.

Это непростое восхождение. Устройство размером с двухэтажный автобус весит более 150 тонн и состоит из блестящего, точно фрезерованного алюминия, покрытого тысячами извилистых трубок, цветных кабелей и баков под давлением. Снизу оно напоминает футуристический двигатель V8. Оказавшись на вершине вместе с Беншопом, мы смотрим вниз с высоты около 4,5 метров на суетящихся внизу техников в специальных комбинезонах.

Это более 200 кубических метров технологий — "мехатронные устройства, удерживающие несколько зеркал в положении с атомной точностью", — говорит он, указывая на гигантский аппарат. Беншоп, высокий 66-летний мужчина с сединой, потратил более десяти лет на разработку этого устройства со своими инженерами, но даже сейчас он иногда смотрит на него и думает: "О, Боже мой".

Беншоп — исполнительный вице-президент по технологиям ASML, голландской компании, являющейся краеугольным камнем индустрии микрочипов. Если вы хотите создавать мощные чипы для телефонов или ИИ, литографическая машина, подобная той, на которой мы стоим, необходима для создания все более миниатюрных схем. Литография — это искусство и наука проецирования света на кремниевую пластину для формирования транзисторов, проводки и других компонентов микрочипов, которые будут из нее вырезаны.

Сфера производства чипов фактически контролируется всего двумя крупными игроками: ASML, создающей литографические машины, и TSMC, гигантом по производству чипов.

Девять лет назад ASML начала продавать машины, использующие смелый новый метод формирования элементов чипов. Эти машины применяют экстремально-ультрафиолетовое (EUV) излучение — свет далеко за пределами видимого спектра, которое они генерируют, обстреливая крошечные капли расплавленного олова лазерами десятки тысяч раз в секунду. Те первые машины — результат 16-летней исследовательской программы стоимостью около 10 миллиардов долларов — могли создавать транзисторные элементы с разрешением 13 нанометров. Новая же машина способна на большее: ее разрешение составляет всего восемь нанометров, что примерно равно ширине 40 атомов кремния. Эти устройства теперь поставляются на фабрики по производству чипов (фабы) по ошеломляющей цене: 400 миллионов долларов за штуку.

Однако производители чипов охотно расстаются с этими деньгами, поскольку они участвуют в отчаянной гонке по ежегодному выпуску новых и улучшенных чипов. Это означает необходимость приобретения машин, способных создавать все более мелкие компоненты и уплотнять их — это часть давнего рецепта для создания более быстрых и энергоэффективных чипов.

В течение многих лет технологии ASML играли решающую роль в поддержании жизни Закона Мура. Без передовых технологий компании плотность чипов — и способность выполнять все больше вычислений — вполне могла бы достигнуть плато.

Индустрия ИИ породила новый, ненасытный спрос на более плотные чипы, поскольку такие компании, как OpenAI и Anthropic, спешат строить серверные фермы для обучения и развертывания новых, все более мощных моделей, требующих нового, все более мощного оборудования. Новейшая машина ASML обещает поддерживать "вечеринку" ИИ в активном состоянии еще как минимум десять лет.

"Мы позволяем клиентам переходить к все более мелким элементам, и это открывает пространство для всего, что мы видим сейчас в ИИ, что абсолютно поразительно", — сказал мне Марко Питерс, технический директор ASML. "Думаю, мы увидели лишь верхушку айсберга".

Его неустанное стремление к "уменьшению" (как это называют в чиповой индустрии) сделало ASML доминирующей силой: компания производит около 90% всех литографических инструментов для чипов в мире. Если вы производите чипы, ASML неизбежна.

Однако это монопольное положение беспокоит некоторых людей и правительства. Сфера производства чипов фактически контролируется всего двумя крупными игроками: ASML, создающей литографические машины, и TSMC, тайваньским гигантом по производству чипов, который использует машины ASML для изготовления подавляющего большинства микрочипов. Эта дуополия настолько сильна, что имеет геополитические последствия. В попытке помешать Китаю развивать передовой ИИ, правительство США оказало давление на голландское правительство, чтобы оно ввело эмбарго в 2019 году: ASML запрещено продавать высококлассные машины любым китайским фирмам. В геополитическом плане "чипы — это новая нефть", — говорит Марк Хиджинк, автор книги Focus: The ASML Way. Лишение их может быть таким же катастрофическим, как и лишение нефти. И в этой метафоре ASML можно назвать Ормузским проливом.

Джеймс Прауд, соучредитель и генеральный директор литографического стартапа Substrate, утверждает, что ситуация не идеальна. США "опасно зависят" от зарубежной и все более дорогой цепочки поставок, говорится на сайте Substrate. "Существует огромная концентрация игроков", — говорит Прауд. "И цепочка поставок просто очень дорога".

Именно поэтому, после двух десятилетий доминирования ASML, потенциальные конкуренты теперь нацеливаются на ее территорию. Китай активно вкладывает миллиарды в попытки скопировать технологии ASML. И такие стартапы, как Substrate, также пытаются войти в игру, стремясь создать литографические машины, которые будут дешевле, меньше и даже способнее, чем гиганты ASML. Сможет ли кто-то из них преуспеть? Ближайшее будущее явно принадлежит ASML, но, как хорошо знают ее инженеры, гиганта можно свергнуть с помощью правильного "фокуса света".

Создание чипов, как ни странно, немного похоже на трафаретную печать футболок. Чтобы напечатать узор на кремниевой пластине, вы начинаете с узора на фотошаблоне — маске, несущей дизайн. Проецирование света на фотошаблон переносит этот узор на пластину. Свет взаимодействует со слоем химикатов на пластине, фиксируя узор на месте.

Размер элементов чипа частично определяется длиной волны света, используемой машиной: чем короче длина волны, тем более миниатюрные схемы можно создать. Возможности длины волны можно до некоторой степени расширить; увеличение так называемой числовой апертуры, что обычно означает установку более крупной линзы, может дополнительно сфокусировать свет и, таким образом, формировать узоры для все более мелких компонентов. Однако в конечном итоге этот трюк достигает своего предела, и вам необходимо найти новый вид света с меньшей длиной волны.

Таким образом, история производства чипов — это своего рода двухшаговый танец. Отрасль находит хороший источник света, в конечном итоге увеличивает числовую апертуру, а затем, наконец, принимает необходимость в меньшей длине волны, начиная этот двухшаговый процесс заново. До начала 1990-х годов производители чипов использовали видимый свет с длиной волны около 400 нанометров. К середине 90-х они перешли на глубокий ультрафиолет, в конечном итоге уменьшив длину волны до 193 нанометров. К концу 90-х годов они увидели приближение конца эры глубокого ультрафиолета. Но что должно было прийти на смену?

Все варианты были проблематичными. Можно было перейти на рентгеновские лучи с крошечной длиной волны в один нанометр, но их было дьявольски сложно сфокусировать. Пучки электронов и ионов были столь же точны; но они работали как матричные принтеры, перенося узор точка за точкой, что было слишком медленно. (Производство чипов требует машины, способной выдавать сотни пластин в час).

"Это очень инженерно-ориентированная компания: «Давайте пошлем тысячи инженеров и заставим их решить эти проблемы.» Так они и сделали, и это сработало."

Джефф Кох, аналитик SemiAnalysis

Около 2001 года ASML, тогда еще меньший игрок в мире литографии, сделала ставку на другой вариант: EUV, с длиной волны чуть меньше рентгеновского диапазона. Nikon и Canon также работали над этим, но они отказались — а ASML продолжала. Идея была полна неизвестных. Никто не знал, как надежно генерировать такой тип света, ни как его фокусировать; EUV поглощается обычными стеклянными линзами. Он даже поглощается воздухом. ASML рассчитывала, что потребуется шесть полных лет, чтобы преодолеть этот кошмар НИОКР.

В действительности на это ушло 16 лет и около 10 миллиардов долларов на исследования, но это сработало. Машина, работающая в вакууме, создает EUV-свет путем испарения расплавленного олова и использования зеркал для его направления. Zeiss, историческая немецкая оптическая компания, должна была изобрести новые методы полировки и проверки зеркал, используя ионный луч для удаления мельчайших несовершенств.

"Они как бы игнорировали шумиху вроде: «Эй, это никогда не сработает», и просто упрямо решали эти огромные инженерные проблемы", — говорит Джефф Кох, который раньше работал в ASML, а теперь является аналитиком в исследовательской фирме SemiAnalysis, специализирующейся на чиповой индустрии. "Это очень инженерно-ориентированная компания: «Давайте пошлем тысячи инженеров и заставим их решить эти проблемы». Так они и сделали, и это сработало".

Когда первые EUV-машины поступили на рынок в 2017 году, они стоили более 100 миллионов долларов каждая. Некоторые наблюдатели задавались вопросом, будет ли реальный спрос со стороны крупных производителей чипов — TSMC, Samsung и Intel. В годы ожидания появления EUV, литографическая индустрия разработала умные способы улучшения устаревшего глубокого ультрафиолетового света. (Например, если нанести слой воды на пластину, свет мог фокусироваться более узко.) Возможно, EUV не понадобится какое-то время?

Но ASML повезло. Всего через несколько лет после дебюта EUV, OpenAI выпустила GPT-3, а затем ChatGPT. Искусственный интеллект ворвался в мейнстрим. Мгновенно такие компании, как OpenAI, Google, Meta и Anthropic, стали жаждать все более высокопроизводительных чипов, поскольку они строили массивные серверные фермы для обучения и развертывания больших языковых моделей. EUV упростил и ускорил производство чипов, адаптированных для ИИ. Nvidia начала производить элитные графические процессоры (GPU) — идеально подходящие для обучения ИИ — стоимостью 40 000 долларов за штуку; крупные компании не могли получить их в достаточном количестве. ИИ-войны начались, и EUV был востребован. В 2025 году ASML, по ее словам, продала почти 50 EUV-машин компаниям и получила почти 40 миллиардов долларов дохода. На момент публикации рыночная капитализация компании превышала полтриллиона долларов.

У новых машин ASML нет недостатка в потенциальных клиентах. Но есть один, с глубокими карманами, который не может купить их ни за какие деньги: Китай.

США хотят подорвать способность Китая создавать передовые чипы для ИИ — или любые другие передовые чипы, если уж на то пошло. Поэтому, когда ASML начала продавать свои оригинальные EUV-машины в 2017 году, администрация Трампа успешно надавила на голландское правительство, чтобы запретить компании продавать их любым китайским фирмам. США также ввели экспортный контроль в отношении китайского телекоммуникационного гиганта Huawei, запретив американским фирмам использовать его оборудование 4G и 5G.

Этот двойной удар возмутил китайское правительство и подтолкнул его к действиям. Китай сейчас вкладывает миллиарды в то, чтобы догнать и разработать собственную технологию формирования чипов с использованием EUV. Зимний отчет Reuters показал, что секретная правительственная лаборатория, использующая бывших сотрудников ASML, собрала машину настолько огромную, что она заполнила весь этаж лаборатории. Неясно, насколько хорошо она работает. Эксперимент, возможно, производит некоторые чипы, говорит Хиджинк, но он сомневается, что это может быть сделано в промышленных масштабах.

Официально правительство отрицало, что оно стремится разрабатывать EUV-технологии. Редакционная статья в Global Times — газете, тесно связанной с китайским правительством — пренебрежительно отозвалась о докладе, утверждая, что Китай по-прежнему рад работать с Западом для получения доступа к чипам. "Нашей целью никогда не было создание самодостаточного 'технологического острова' в изоляции", — говорилось в ней, — "а скорее, на основе достижения автономии и контроля над ключевыми технологиями, более глубокая и равная интеграция в глобальную инновационную сеть".

Эксперты говорят, что реальность где-то посередине. Китай определенно стремится к собственной способности производить высококачественные чипы. И, в отличие от ASML, ему не требуется, чтобы его EUV-оборудование было эффективным и прибыльным, производя около 200 пластин в час. Любой объем производства помог бы ему избавиться от зависимости от Запада.

"Они были бы очень рады иметь инструмент, который производит одну пластину в час, и это стоило бы им целое состояние для работы", — говорит Кох. "Они построили бы фаб с тысячей таких машин и были бы этим очень довольны".

Тем не менее, как мне рассказали некоторые, создание и эффективное управление EUV-светом — это достижение, которое может занять годы. Тем временем китайцы будут активно использовать глубокую ультрафиолетовую литографию, разработанную в 90-х годах, максимально применяя альтернативный, но более медленный подход, известный как мультипаттернинг, говорит Дэвид Лин, старший советник по технологическому лидерству в Special Competitive Studies Project, аналитическом центре, который занимается вопросами безопасности и технологий. "Они собираются довести DUV до абсолютных пределов", — говорит Лин.

Гонка ИИ также подталкивает Китай к разработке все более умных способов создания больших языковых моделей (LLM), которые не зависят от самых быстрых чипов ИИ. В США OpenAI, Anthropic и Google борются за то, кто сможет купить самые большие запасы высокопроизводительных чипов Nvidia. Поскольку Китай не может конкурировать таким образом, он внедряет инновации не в аппаратном обеспечении, а в программном — создавая более легковесные LLM, такие как DeepSeek.

В то время как Китай набирает обороты, ASML остается предельно сфокусированной на "уменьшении". Чтобы достичь еще меньших размеров, Беншоп и его инженеры решили не переходить на новую форму света. Они выполнили вторую часть "двухшагового танца": увеличили числовую апертуру машины более чем в полтора раза (для тех, кто следит за конкретными цифрами, это был переход от NA 0.33 к NA 0.55). Это позволило бы им сократить размер транзисторов почти вдвое и почти утроить их плотность на чипе.

Это также было бы более легким путем. Без необходимости разрабатывать совершенно новый источник света, новая машина — основанная на EUV с высокой числовой апертурой, или "high NA" — была бы эволюционной, а не революционной.

Тем не менее, создание новой системы представляло собой несколько сложных задач. В EUV-машине изображение переносится на пластину путем проецирования света на микрочиповый рисунок на фотошаблоне, а затем оптическая система принимает отраженный свет и уменьшает этот рисунок до желаемого размера на пластине. Свет попадает только на часть фотошаблона в любой момент времени, поэтому фотошаблон быстро перемещается вперед и назад, чтобы весь рисунок был освещен.

Переход к более высокой числовой апертуре означал возможность использования меньших элементов на фотошаблоне. Но это также означало, что часть света будет попадать на фотошаблон — и отражаться от него — под более острым углом.

Именно это и вызывало проблемы. Узор на фотошаблоне трехмерный, поэтому свет, падающий под таким острым углом, вызывал тени — подобно тому, как косой солнечный свет создает тени в Гранд-Каньоне. Это снижало способность машины создавать четкие узоры.

Новый фотошаблон движется с ускорением до 22 G, что значительно быстрее, чем в оригинальной EUV-машине компании. "Не пытайтесь сесть на него, потому что потеряете сознание."

Решением было изменить рисунок на фотошаблоне — а также способ, которым зеркала принимали свет и уменьшали его для передачи рисунка на пластину. Теперь рисунки на фотошаблоне были вдвое длиннее своей ширины — как бы растянуты в одном измерении.

Но этот дизайн принес свои проблемы. Изменения в зеркалах означали, что область на пластине, экспонируемая за один скан, была вдвое меньше, чем у оригинальных EUV-машин, что снижало скорость системы. А ASML не могла допустить замедления: производители чипов платили ей за машины с огромной пропускной способностью, около 200 пластин в час.

Если одна часть системы замедлялась, другая должна была ускоряться. Инженеры решили, что машина должна перемещать фотошаблон быстрее, что означало облегчение всего механизма и его кардинальную переработку. Новый фотошаблон движется с ускорением до 22 G, что значительно быстрее, чем в оригинальной EUV-машине компании. "Не пытайтесь сесть на него, потому что потеряете сознание", — сказал мне Питерс. Столик для пластины также движется быстрее, синхронно с фотошаблоном.

Тем временем, в Германии, инженеры Zeiss были заняты проектированием зеркал, чтобы приспособить их к более высокой числовой апертуре и асимметричному формированию света. Новые зеркала были примерно вдвое больше, чем в обычных EUV-машинах, а проекционная система, которая переносит свет от фотошаблона к пластине, весила целых 12 тонн, что в семь раз больше, чем раньше. Zeiss построила новую роботизированную производственную линию для работы с этими громоздкими новыми "зверями". Компания заявляет, что это самые гладкие поверхности, которые они когда-либо создавали.

В то же время ASML работала над тем, чтобы сделать свой источник EUV-света еще более мощным, дабы ускорить процесс экспонирования пластин. Инженеры подсчитали, что они могли бы улучшить выход EUV, если бы облучали каждую каплю олова лазером три раза вместо двух, как это происходит в первой машине. Это означало, что и без того напряженная система подачи олова должна была ускориться на 50%. "Лазеры продолжают становиться все больше", — говорит Алекс Шафганс, руководитель инженерного отдела ASML в Сан-Диего, где создается источник EUV-света.

Действительно, лазеры для одной машины теперь занимают целую комнату. После того, как Беншоп показал мне массивное устройство High-NA, мы прошли через коридор и вошли в камеру, заполненную громоздкими двухметровыми ящиками, являющимися частью лазерной системы. Заглядывая в крошечные окошки по бокам блоков, мы могли видеть светящуюся фиолетовую плазму, используемую для создания лазерного света.

Когда машины High-NA начали сходить с конвейера, одна компания жадно ждала: Intel. Компания приобрела самую первую выставленную на продажу машину High-NA, и весной 2024 года 300 инженеров ASML прибыли в Орегон на одну из фабрик Intel, чтобы начать ее сборку и тестирование.

"ASML даже обвязала одну из коробок гигантской лентой", — смеясь, говорит Марк Филлипс, член правления Intel и директор по аппаратным и литографическим решениям. Его команда тестирует машину, чтобы оценить ее производительность; Филлипс не стал раскрывать детали, сказав лишь, что он "очень доволен быстрым темпом улучшения состояния инструмента". Он также не назвал дату, когда Intel начнет использовать его для производства чипов, хотя наблюдатели говорят, что это, вероятно, произойдет в следующем году. Компания планирует внедрять его постепенно, используя сначала для нескольких прецизионных компонентов на чипе, а затем все для большего и большего.

На кону стоит шанс вернуть свою былую мощь. Intel когда-то была кремниевой державой, разрабатывая самые передовые центральные процессоры для компьютеров и серверов и производя их на своих собственных фабриках. Но в 2010-х годах крупными новыми рынками стали чипы для мобильных телефонов и графические процессоры для ИИ и игр, и Intel быстро потеряла позиции. Apple разработала свои собственные мобильные чипы (и заказала их производство у TSMC), в то время как Nvidia сделала то же самое с графическими процессорами. Google начала производить свои собственные ИИ-чипы под названием TPU, сделанные TSMC, в 2015 году, и вскоре заполняла ими центры обработки данных.

Поэтому в 2021 году Intel объявила о "лунном проекте". Она агрессивно начнет развивать литейный бизнес, который будет конкурировать с TSMC. Вместо создания чипов Intel, литейный цех Intel будет производить конструкции для таких клиентов, как производители мобильных телефонов и чипов ИИ.

Intel надеется, что первое использование технологии High-NA даст ей преимущество в "кремниевой крысиной гонке", позволяя печатать крошечные узоры быстрее, чем кто-либо другой.

Это также могло бы упростить процесс для клиентов. С годами, в ожидании появления EUV-машин, разработчики чипов использовали мультипаттернинг, чтобы выжать больше возможностей из старых форм света. Каждый чип состоит из слоев, которые наносятся для создания таких компонентов, как переключатели и проводка. Если вы работаете над одним из этих слоев и вам нужно сделать элементы мельче, чем обычно может производить ваша машина, вы можете разбить рисунок этого слоя на несколько шаблонов, а затем поочередно экспонировать пластину к ним. Эта стратегия помогла производителям чипов продолжать использовать старые (и более дешевые) машины, создавая при этом все более мелкие компоненты. Но мультипаттернинг — это хлопотно: сложнее разрабатывать сложное наложение шаблонов и намного медленнее печатать каждый чип. Разрабатывать чип гораздо проще, если вы знаете, что можете использовать "однократное формирование", облучая каждый слой за один раз.

Наблюдатели говорят, что будет непросто построить литейный бизнес, который превзойдет TSMC и Samsung на их собственной территории. "Опережать сложно", — говорит Хиджинк. Но также верно, что мир высоких технологий испытывает такой ненасытный голод по лучшим чипам, что Intel может преуспеть просто потому, что даже TSMC и Samsung не могут удовлетворить всю эту потребность.

"Существует избыточный спрос, так что Intel может выжить за счет этого", — говорит Кох. "Это уже не крохи. Это полноценная еда. Возможно, это не лучшая литейная фабрика, но они могут производить чипы, и таких компаний всего три, верно?"

TSMC, со своей стороны, похоже, выжидает, когда дело доходит до High NA. "TSMC будет внедрять High-NA EUV, когда технология созреет и будет готова приносить максимальную пользу нашим клиентам", — написала компания. Некоторые подозревают, что она не будет использовать эти машины в серьезных объемах до 2030-х годов. Частично причина кроется в стоимости: TSMC безжалостно сосредоточена на производстве чипов максимально экономичным способом, а инструменты High-NA стоят ошеломляющие 400 миллионов долларов каждый, что намного больше, чем предыдущие установки EUV. И, в отличие от них, новые машины не являются революционным скачком вперед.

"Это улучшение примерно на 30-50% по возможностям", — говорит Кох, аналитик и бывший сотрудник ASML. "Возможно, это первый инструмент, который не сразу стал очевидно выгоден для ASML с точки зрения бизнеса".

Дело не в том, что индустрия в конечном итоге не примет High NA массово, говорит Кох. Большинство компаний будут вынуждены это сделать, если захотят продолжать уменьшать размеры. Но TSMC, скорее всего, будет максимально использовать свои существующие EUV-инструменты, применяя обременительный мультипаттернинг, чтобы выжать все возможное из этого поколения, пока ей абсолютно не понадобится переключаться.

"Индустрия меняла парадигмы только тогда, когда она уже абсолютно не могла выжать — ни единой крупицы — из того, что она делала", — говорит Кох.

Китай — не единственная сторона, стремящаяся нарушить текущий баланс сил. Доминирование ASML и растущая стоимость ее инструментов также подталкивают другие стартапы. Но вместо того, чтобы пытаться повторить прорывы ASML в EUV, они идут в обход — работают над литографическими инструментами, использующими совершенно другие формы света. Они обещают быть значительно дешевле и столь же мощными.

Одним из таких является Substrate, стартап из Сан-Франциско. Основанный четыре года назад, он работает над инструментом, который использует рентгеновское излучение, производимое ускорителем частиц. Рентгеновские лучи имеют удивительно малую длину волны, что делает их потенциально мощным способом создания миниатюрных элементов.

Ускорители частиц исторически были огромными, что затрудняло их интеграцию в процесс производства чипов. Substrate заявляет, что использовала десятилетия научных достижений в области ускорения частиц для создания источника света, который меньше и подходит для массового производства.

В прошлом году компания опубликовала изображения, демонстрирующие создание тонких узоров, которые, по словам Прауда, генерального директора, сейчас возможны только с помощью машины High-NA EUV. Он говорит, что цель Substrate — наладить массовое производство чипов к 2030 году.

Но Прауд не намерен продавать эти инструменты TSMC или Intel. Действительно, он вообще не планирует их никому продавать. Вместо этого Substrate хочет создать свою собственную фабрику, производя чипы с использованием своих инструментов.

"Количество чипов, которое нам понадобится, будет на много порядков больше, чем даже самые смелые прогнозы, которые у вас есть сейчас."

Джеймс Прауд, соучредитель и генеральный директор Substrate

Полупроводниковая индустрия, как утверждает Прауд, нуждается в новых подходах, потому что она стала слишком дорогой и слишком централизованной. Сегодня строительство одной фабрики может стоить 25 миллиардов долларов, по сравнению с примерно 5 миллиардами в 2010-х годах, отмечает компания. Это поднимает стоимость одной пластины, полной передовых чипов, до 100 000 долларов, говорит Прауд.

"Это, я думаю, непомерная цена", — говорит он. Также не хватает мощностей в цепочке поставок: "Она относительно медленная и трудно адаптируется к текущему росту спроса". Он восхищается EUV-оборудованием ASML — это "высшая реализация этой технологии" — но необходимы новые подходы.

Частично это связано с причинами национальной безопасности. Прауд и его команда считают, что для США слишком опасно полагаться на иностранные поставки. Но он также предсказывает, что текущий бум ИИ войдет в полную силу, создавая огромный спрос на чипы, который существующий дуополия ASML/TSMC не сможет удовлетворить: "Количество чипов, которое нам понадобится, будет на много порядков больше, чем даже самые смелые прогнозы, которые у вас есть сейчас".

Substrate прогнозирует, что сможет производить готовые пластины по 10 000 долларов за штуку — десятая часть от того, куда, по прогнозам Прауда, движется остальная часть отрасли. Прауд говорит, что это отчасти потому, что система компании будет вертикально интегрированной, так что она будет контролировать все части процесса производства чипов, но также и потому, что ее литографическое оборудование будет менее сложным: "Мы можем собрать это в своего рода более простой пакет".

Тем не менее, Substrate не раскрывает всех своих карт. В отличие от ASML, компания не предоставляет подробной информации о том, как она генерирует свет или как это затем переводится в создание узоров на пластине.

Амбиции Substrate заставляют некоторых отраслевых наблюдателей задуматься. Хиджинк, который считает "недостижимым и невозможным" одновременное освоение новой формы литографии и высокопроизводительных методов изготовления, расценивает секретность компании как тревожный сигнал. "Эта отрасль основана на открытых инновациях", — говорит он.

Кох больше впечатлен ее амбициями и финансированием. Тип технологии, которую она разрабатывает, "действительно крут", говорит он. "Это интересно". Но "между лабораторной демонстрацией и большим объемом производства долгий путь", добавляет он. "Является ли это неминуемым прорывом для ASML? Вероятно, нет".

Ещё одним стартапом, который планирует выйти на рынок примерно в то же время, что и Substrate, является Lace Lithography. Расположенная в Норвегии, она разрабатывает совершенно иной подход — тот, который вообще не использует свет. Вместо этого, энергетический пучок атомов гелия направляется на шаблон на фотошаблоне. Когда атомы гелия затем попадают на пластину, атомы передают ей свою энергию, сообщая чипу дизайн.

Идея эта имеет давние корни. Бодиль Хольст, генеральный директор, занялась ею в 2008 году, когда она была физиком, изучающим использование атомных пучков. Профессор Массачусетского технологического института Генри "Хэнк" Смит, пионер в использовании рентгеновских лучей для литографии, сказал ей, что она должна изучить использование атомов в качестве механизма для изготовления микрочипов, потому что тогда он не был уверен, что "лунный проект" ASML по EUV сработает. "Даже если сработает, в конечном итоге нам понадобятся атомы", — сказал он ей.

Хольст провела несколько экспериментов, чтобы further изучить идею, и объединилась с бывшим аспирантом — Адриа Сальвадором Палау, физиком и экспертом в области машинного обучения — для основания Lace. Как и у Substrate, ее инструмент полностью отличается от массивного оборудования ASML. Источник возбужденных атомов "немного похож на ракетный двигатель", говорит Палау. "Это очень круто". В то время как длина волны EUV составляет 13,5 нанометров, атомы гелия обеспечивают точность в 0,1 нанометра. Процесс также требует гораздо меньшей мощности, и машина предназначена быть гораздо меньше. Хольст сообщает мне, что компания планирует иметь машины, готовые к продаже фабрикам, к 2029 или 2030 году.

"Я думаю, что все с нетерпением ждут чего-то, что расширит дорожную карту за пределы света, за пределы EUV", — говорит Палау.

ASML наблюдает за этими стартапами с любопытством. Беншоп говорит, что не может оценить, будет ли технология Substrate работать надежно и доступно, потому что компания ничего не объяснила о своих процессах. Но он побывал на конференции, где Хольст и Палау представили технологию Lace Lithography.

"Я невероятно впечатлен тем, как они это делают", — говорит он. Проблема, по его словам, заключается в том, что, по его мнению, процесс не создает на пластине достаточно глубоких узоров, чтобы быть полезным. "Я не вижу, как они могли бы масштабировать это до жизнеспособного продукта для массового производства", — сказал он мне.

Он подозревает, что мастерство ASML в EUV позволит ей оставаться на вершине в ближайшем будущем. "Пока что я не видел жизнеспособной альтернативы", — говорит он. Он считает, что "нет серьезного претендента", когда речь идет о массовом производстве самых передовых поколений чипов.

Действительно, крупные сдвиги в производстве чипов происходят медленно, говорит Крис Миллер, профессор международной истории в Университете Тафтса и автор книги Chip War о всемирной борьбе за доминирование в отрасли. "Без сомнения, у нас в конечном итоге появятся альтернативы [EUV]", — сказал он мне по электронной почте. "Но стоит отметить, что переходы в литографии исторически занимали годы, если не десятилетия".

Руководство ASML также размышляет о своем будущем. Беншоп ожидает, что технология High-NA будет доминировать в производстве чипов в 2030-х годах. А что дальше? Индустрия, действительно, имела тенденцию переходить на новую форму света каждые десять лет.

"Можно сказать, что пришло время для следующего десятилетия", — сказал он мне после того, как мы сняли свои защитные костюмы, и он расслаблялся за чашкой кофе.

Но руководители ASML подозревают, что они могут продолжать выжимать больше возможностей из EUV, еще больше увеличивая числовую апертуру на своей существующей машине. Они уже экспериментируют с дизайном, который повысит NA с 0,55 до 0,75: "гипер-NA". Это позволит им формировать узоры на пластинах с разрешением шесть нанометров. Они также работают над стандартизацией своей различной оптики в платформу единого размера, чтобы клиенты могли заказывать одну машину, оснащенную либо для обычного EUV, либо для High NA, либо для гипер-NA. Если все будет в блоке одного размера, это упростит затраты и логистику интеграции каждого из них в фабрику. Если компания пойдет на это, предполагает Беншоп, инструмент гипер-NA может выйти на рынок через семь или восемь лет и продаваться в больших объемах во второй половине 2030-х годов.

Пока что мяч на стороне ASML. "Мы раздвигаем границы физики", — сказал мне Питерс. Вопрос теперь в том, сможет ли кто-нибудь еще надавить сильнее.