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　　10 月 28 日ღ◈✿，一家名为 Substrate 的神秘硅谷初创公司突然浮出水面ღ◈✿，宣称已开发出能够与荷兰巨头 ASML 竞争的光刻技术ღ◈✿。

　　这家成立仅三年的公司刚刚完成 1 亿美元种子轮融资ღ◈✿，估值已超过 10 亿美元ღ◈✿，投资方包括彼得·蒂尔的 Founders Fundღ◈✿、General Catalystღ◈✿、Valor Equity Partners 等知名机构ღ◈✿，甚至还有美国中央情报局支持的非营利组织 In-Q-Tel 参与其中ღ◈✿。这笔资金将用于支持 Substrate 打造一种全新的芯片制造方法ღ◈✿，目标是将先进制程的成本降低一半ღ◈✿，并最终在美国本土建立完整的晶圆厂ღ◈✿。

　　提出这个宏大计划的人是 34 岁的英裔美国人詹姆斯·普劳德 (James Proud)ღ◈✿。他没有大学文凭ღ◈✿，更没有半导体行业经验ღ◈✿，却正试图挑战全球最复杂的制造业之一ღ◈✿。今年 3 月ღ◈✿，普劳德坐在美国副总统 JD·万斯的办公室里ღ◈✿，向其解释 Substrate 如何利用粒子加速器开发出一种替代性的半导体制造工艺ღ◈✿。当万斯问他何时做到这一点时ღ◈✿，普劳德回答说ღ◈✿：“我只能说ღ◈✿，疫情期间我过得很充实ღ◈✿。”

　　普劳德的创业履历颇为曲折ღ◈✿。2011 年ღ◈✿，还是少年的他成为彼得·蒂尔奖学金项目（Thiel Fellowship）首批成员ღ◈✿，这个项目为 20 岁以下的年轻创业者提供 10 万美元资助ღ◈✿，条件是放弃或跳过大学教育ღ◈✿。

　　普劳德的第一家公司 GigLocator 是一个演唱会信息聚合网站ღ◈✿，17 岁时创立ღ◈✿，2012 年即被出售ღ◈✿。第二次创业让普劳德尝到了成功的滋味ღ◈✿，也体会了失败的苦涩ღ◈✿。2012 年他创立 Hello 公司ღ◈✿，开发了一款名为 Sense 的睡眠追踪设备——一个网球大小的智能球体ღ◈✿，放在床头柜上监测睡眠环境ღ◈✿。

　　这家公司曾是硅谷的明星创业项目ღ◈✿，在 Kickstarter 上筹集了 240 万美元ღ◈✿，后续又获得新加坡淡马锡控股等机构的 4,000 万美元投资ღ◈✿，估值一度达到 2.5 亿至 3 亿美元ღ◈✿。

　　然而好景不长ღ◈✿，2017 年 6 月ღ◈✿，Hello 在经历五年运营后突然宣布关闭ღ◈✿，公司试图将产品推向 Best Buy 和 Target 等零售渠道ღ◈✿，却在供应链管理ღ◈✿、市场营销等环节遭遇滑铁卢ღ◈✿，最终连账单都付不起ღ◈✿。与 Fitbit 的收购谈判也未能达成ღ◈✿。

　　Hello 的失败并未击垮普劳德ღ◈✿。2023 年他还推出过 Configღ◈✿，一个面向硬件团队的协作平台ღ◈✿，试图解决他在 Hello 遇到的硬件开发协调问题ღ◈✿。

　　但真正让他找到人生使命的ღ◈✿，是对半导体产业链的深入研究ღ◈✿。2019 年前后ღ◈✿，普劳德开始关注全球芯片供应链的地缘政治风险ღ◈✿。那一年ღ◈✿，他成为美国公民并放弃英国国籍ღ◈✿，还为特朗普第一届政府撰写政策文件ღ◈✿，呼吁启动芯片制造的“曼哈顿计划”ღ◈✿。

　　众所周知ღ◈✿，当下全球先进芯片制造完全依赖于 EUV 极紫外光刻（Extreme Ultraviolet Lithography）技术ღ◈✿。ASML 的 EUV 光刻机是校车般大小的精密仪器ღ◈✿，使用高功率激光将熔融锡液滴转化为极紫外光ღ◈✿，在硅片上蚀刻出纳米级电路ღ◈✿。这些机器每台售价约 4 亿美元ღ◈✿，复杂程度令人咋舌ღ◈✿，包含超过 10 万个零部件必发bifaღ◈✿。ASML 在这个领域拥有 100% 的市场份额ღ◈✿，没有任何竞争对手ღ◈✿。

　　Substrate 的技术路线则走向了另一个方向ღ◈✿：X 射线光刻ღ◈✿。通过粒子加速器产生更短波长的 X 射线作为光源ღ◈✿，再通过定制的光刻工具将图案投射到硅片上ღ◈✿。普劳德声称这种方法能创造出更窄的光束ღ◈✿，实现与 ASML 最先进 High NA EUV 机器相当的 12 纳米特征分辨率ღ◈✿。如果这一切属实ღ◈✿，Substrate 的设备不仅体积更小必发bifaღ◈✿，成本也将大幅降低bifaღ◈✿，ღ◈✿。

　　那么ღ◈✿，Substrate 凭什么认为自己能成功？普劳德组建了一支约 50 人的团队ღ◈✿，成员来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室等顶尖研究机构ღ◈✿，其中一些人在 1980 年代就参与了 EUV 技术的早期研发ღ◈✿。团队还包括来自台积电ღ◈✿、IBMღ◈✿、AMDღ◈✿、苹果ღ◈✿、应用材料和高通等公司的工程师ღ◈✿。其声称其技术完全自主研发ღ◈✿，不使用任何外部的光刻工具或知识产权ღ◈✿。

　　另外ღ◈✿，Substrate 声称从创立之初就大量使用 AI 加速他们的研发流程ღ◈✿。“我们利用 GPU 和 TPU 构建端到端物理仿真系统ღ◈✿，涵盖从粒子加速器ღ◈✿、光学系统到最终晶体管设计的全流程ღ◈✿，将原本需要数年才能解决的问题压缩到几天内完成ღ◈✿。这种 AI 驱动的研发方式ღ◈✿，让一家初创公司得以用远低于传统方式的时间和成本推进技术迭代ღ◈✿。”官网写道ღ◈✿。

　　2024 年初ღ◈✿，Substrate 在湾区一个粒子加速器设施进行了关键测试ღ◈✿。过程并不非常顺利ღ◈✿，粒子加速器附近的振动导致设备晃动ღ◈✿，图像模糊ღ◈✿。经过一整天疯狂排查团队才发现罪魁祸首是空调系统ღ◈✿。调整风扇转速后ღ◈✿，设备终于在硅片上重复打印出“非常精美和微小的东西”ღ◈✿，普劳德如是说ღ◈✿。

　　IBM 前半导体制造技术先驱约翰·凯利 (John E. Kelly) 审阅了这些图像后评价说它们“极其出色ღ◈✿、极其清晰”ღ◈✿，证明了一个非常复杂的技术过程确实可行ღ◈✿。但凯利也指出ღ◈✿，Substrate 还需要跨越更艰巨的障碍ღ◈✿：建造数十亿美元的工厂ღ◈✿、寻找客户ღ◈✿、从老牌公司获得某些技术授权ღ◈✿。“他现在在第一个大本营ღ◈✿，”凯利用登珠峰比喻ღ◈✿，“距离登顶还有很长的路ღ◈✿。”

　　甚至ღ◈✿，Substrate 的野心还远不止制造光刻机ღ◈✿。其终极目标是建立完全垂直整合的芯片制造供应链ღ◈✿，从设备生产到晶圆制造全部自己掌控ღ◈✿。这与当今行业的专业化分工模式完全相反ღ◈✿，通常由 ASML 提供设备今日什么特马ღ◈✿，台积电负责制造ღ◈✿，英伟达等公司做设计ღ◈✿，各司其职ღ◈✿。

　　普劳德认为垂直整合能显著降低成本ღ◈✿，因为可以内部制造所需工具ღ◈✿，并使用更简化的工艺ღ◈✿。他声称 Substrate 的光刻技术无需多重曝光（multi-patterning）ღ◈✿，而这正是当前先进制程的主要成本来源之一ღ◈✿。

　　然而质疑声同样强烈ღ◈✿。Bernstein 分析师戴维·代（David Dai）在研究报告中指出ღ◈✿，X 射线光刻方法以前就有人尝试过ღ◈✿，但都没成功（ASML 自己也曾测试过这条技术路线ღ◈✿，最终放弃了）ღ◈✿。

　　更重要的是ღ◈✿，Substrate 缺乏行业支持ღ◈✿。如果真相信自己的技术ღ◈✿，唯一可行的办法是围绕它建立生态系统ღ◈✿，让整个行业协同工作ღ◈✿。但 Substrate 选择同时扮演 ASML 和台积电的角色今日什么特马ღ◈✿，这消除了任何生态系统合作的可能ღ◈✿。

　　Substrate 声称其光刻技术能以与 ASML 最先进机器相当的分辨率打印图像ღ◈✿，但专家质疑公司能否在大规模生产所需的大面积硅片上保持这种精度ღ◈✿，并以极高速度运行ღ◈✿。专家们指出ღ◈✿，呈现几张高质量的测试图像是一回事ღ◈✿，在 300 毫米晶圆上以每小时数十片的速度稳定重复则完全是另一回事ღ◈✿。这需要解决热管理ღ◈✿、振动控制ღ◈✿、光学系统稳定性等一系列工程难题ღ◈✿，而这些正是 ASML 花费数十年才攻克的ღ◈✿。

　　尽管面临重重质疑ღ◈✿，Substrate 已经吸引了美国政府的高度关注ღ◈✿。特朗普政府将半导体生产视为国家安全优先事项ღ◈✿，最近甚至指示政府购入英特尔股份今日什么特马ღ◈✿。商务部长霍华德·卢特尼克（Howard Lutnick）曾多次与普劳德会面ღ◈✿，Substrate 也与商务部ღ◈✿、能源部等机构进行了讨论ღ◈✿。不过ღ◈✿，拜登政府最初对 Substrate 的态度其实较为谨慎ღ◈✿。

　　据两位知情人士透露ღ◈✿，拜登政府担心 Substrate 计划使用单一粒子加速器为多台光刻设备同时提供光源ღ◈✿，这虽然能降低成本ღ◈✿，但一旦发生故障可能导致整个工厂停工ღ◈✿。因此当初抵制了普劳德请求的超过 10 亿美元 CHIPS 法案资金ღ◈✿。普劳德回应说商务部从未正式拒绝申请ღ◈✿，公司的制造流程设计也考虑了避免停机时间必发bifaღ◈✿。

　　高能 X 射线束专家ღ◈✿、美国橡树岭国家实验室主任斯蒂芬·斯特赖弗（Stephen Streiffer）却对 Substrate 的技术持乐观态度ღ◈✿，认为这给了美国夺回半导体市场的机会ღ◈✿。“这是一项具有国家重要性的工作ღ◈✿，他们知道自己在做什么必发bifaღ◈✿，”他评价道ღ◈✿。

　　普劳德本人对此使命感很强ღ◈✿。他认为光刻和先进芯片制造曾是明确的美国技术ღ◈✿，却被轻率地让给了竞争对手ღ◈✿。在他看来ღ◈✿，在这些领域落后于竞争对手将是灾难性的错误ღ◈✿。“这就是我说的意识形态驱动ღ◈✿，”普劳德说道ღ◈✿，“科技行业里赚钱的门路多得是ღ◈✿，但很少有人会选择我们这么难走的路ღ◈✿。”

　　Substrate 目前已开始为第一座工厂选址ღ◈✿，与德克萨斯农工大学大学讨论在其校园建造粒子加速器和工厂ღ◈✿，预算约 100 亿美元ღ◈✿。公司还与英特尔就技术问题进行了初步讨论ღ◈✿，尽管英特尔拒绝置评ღ◈✿。

　　普劳德表示ღ◈✿，按照目前计划ღ◈✿，设备可能在“几年内”在美国芯片制造厂投入生产今日什么特马ღ◈✿，公司目标是 2028 年生产出第一批芯片ღ◈✿。这个时间表在行业人士看来过于乐观ღ◈✿。即便技术完全成熟ღ◈✿，Substrate 还需要组建完整的供应链必发bifaღ◈✿，开发可与台积电 2 纳米工艺媲美的制造流程ღ◈✿，建立客户基础ღ◈✿，实现规模化生产ღ◈✿。每一步都需要数年时间和数十亿美元投入ღ◈✿。

　　Substrate 的故事也折射出美国芯片产业的焦虑与雄心ღ◈✿。从普劳德这个没有行业背景的连续创业者ღ◈✿，到蒂尔ღ◈✿、CIA 机构等愿意支持高风险尝试的资本今日什么特马ღ◈✿，再到政府高层的关注ღ◈✿，各方都在寻找打破现有垄断格局的可能性ღ◈✿。

　　X 射线光刻不是一个新概念ღ◈✿，几十年来科学家多次尝试都未能商业化ღ◈✿，但在当前地缘政治紧张ღ◈✿、供应链脆弱性凸显的背景下ღ◈✿，这条被放弃的技术路线重新获得了机会ღ◈✿。除了 Substrateღ◈✿，湾区还有另一家名为 xLight 的公司也在研究用粒子加速器为未来 ASML 设备提供主要光源ღ◈✿，日本研究人员同样在探索相关技术ღ◈✿。

　　成功的概率有多大？大多数行业专家会说微乎其微bifa必发集团ღ◈✿，ღ◈✿。芯片制造的壁垒不只是技术必发bifaღ◈✿，更是数十年积累的工艺经验ღ◈✿、供应链网络ღ◈✿、人才储备和资本密集度ღ◈✿。ASML 的 EUV 技术花了近二十年和数百亿美元才成熟ღ◈✿，台积电的领先地位同样建立在持续的巨额投入之上ღ◈✿。一家初创公司要在几年内复制这些成就ღ◈✿，听起来确实有点天方夜谭ღ◈✿。

　　更何况ღ◈✿，即便 Substrate 的光刻设备真能达到宣称的性能ღ◈✿，它还需要整合数百种其他半导体制造工艺和设备——从化学气相沉积到离子注入ღ◈✿，从化学机械抛光到测试封装——每一个环节都有各自的技术门槛和供应商垄断ღ◈✿。

　　对此ღ◈✿，普劳德的回应是ღ◈✿：正因为他没有行业背景ღ◈✿，所以没有被传统思维束缚ღ◈✿。“如果我来自现有行业必发集团官网登录ღ◈✿，ღ◈✿，我可能不会相信这是可能的ღ◈✿，因为我可能太清楚这有多难了”ღ◈✿。

　　对于押注 Substrate 的投资人来说ღ◈✿，他们显然相信有些游戏规则需要被打破ღ◈✿。正如 General Catalyst 董事总经理保罗·宽（Paul Kwan）所说ღ◈✿：“打破这个僵局的唯一办法ღ◈✿，就是用一种截然不同的方式ღ◈✿，从一张白纸开始ღ◈✿。只有这样ღ◈✿，你才能战胜这一切看似疯狂的挑战ღ◈✿。”