近日，英特爾前CEO帕特·基辛格（Pat Gelsinger）宣布加入xLight，擔任董事會執行董事長，xLight官網上個月也公布了這一消息。xLight是一家面向極紫外（EUV）光刻機開發基于直線電子加速器的自由電子激光（FEL）技術的EUV光源系統的初創公司。

xLight雖然規模很小，但其團隊在光刻和加速器技術領域擁有多年的經驗，不僅擁有來自斯坦福直線加速器和其他地方的粒子加速器資深研究人士，其首席科學家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）的兩名獲獎者之一。

xLight聲稱目前擁有一種功率超過1000瓦的LPP光源，并且將在2028年準備好用于商業應用?；粮癖硎?，xLight的技術將每片晶圓的成本降低了大約50%，并將資本和運營成本降低了3倍，這是制造效率的重大飛躍。這可能意味著與ASML今天的機器相比，基于FEL的光刻工具成本將大幅降低。

此外，xLight并不打算取代ASML的EUV光刻工具，而是生產一種“將在2028年連接到ASML掃描儀并運行晶圓”的LPP光源。這可能意味著xLight的LPP光源將與現有的ASML工具兼容，不過與下一代High-NA EUV工具的兼容性尚不確定。

目前光刻機巨頭ASML的EUV光刻機所采用的是EUV光源系統，正是基于被稱為激光等離子體EUV光源（LPP），其原理是通過30kW功率的二氧化碳激光器轟擊以每秒50000滴的速度從噴嘴內噴出的錫金屬液滴，每滴兩次轟擊（即每秒需要10萬個激光脈沖），將它們蒸發成等離子體，通過高價錫離子能級間的躍遷獲得13.5nm波長的EUV光線。

由于EUV-LPP系統需要依靠功率強大高能激光脈沖來蒸發微小的錫滴，使得其整個光源系統不僅龐大復雜，且功耗巨大，所產生的EUV光源的功率也有限。ASML的Twinscan NXE:3600D配備了250瓦的LPP光源，而NXE:3800E則配備了約300瓦的光源。盡管ASML在研究環境中已經展示了超過500瓦的EUV光源功率，但這些更高的功率水平尚未在商業部署的系統中實現。

光刻技術是所有先進半導體制造的核心。這個概念看似簡單 —— 在硅片上“打印”圖像 —— 但它卻是業內技術最復雜、成本最高的工藝之一，占據了資本支出的主導地位。隨著半導體行業的不斷創新，有兩種關鍵手段可以提高性能、生產率和芯片的整體良率：功率和偏振。

LPP是目前用于尖端半導體制造的唯一EUV光產生方法，然而極其耗電（約1.5MW 的電力僅能產生500W的光）。有關研究顯示，10kW功率的FEL EUV光源的建設成本約為4億美元，每年運營成本4000萬美元。相比之下，250W功率的LPP EUV光源的建設成本約為2000萬美元，每年運營成本1500萬美元。

FEL則是一種利用相對論電子束產生相干高強度輻射的激光器，與依靠原子或分子躍遷產生光的傳統激光器不同，FEL利用自由電子的加速來產生從紅外到X射線波長范圍廣泛的電磁輻射。FEL是xLight系統的核心，因為它能夠在很寬的波長范圍內產生強烈、可調的光束。

值得注意的是，ASML在十年前曾考慮轉向EUV-FEL光源，近年也在將EUV-FEL光源的技術進展與EUV-LPP光源技路線圖進行比較時，再次考慮轉EUV-FEL光源。但最終，ASML公司高管認為EUV-LPP光源帶來的風險較小。

雖然EUV-FEL光源相比EUV-LPP光源擁有著很多的優勢，但是其也面臨著體積龐大，難以融入現有的晶圓制造潔凈室的問題，比如在現有標準低EUV光刻機當中，光源位于機器本身的下方，而對于High NA EUV設備，其EUV-LPP光源位于同一水平面上，因此任何“第三方”光源系統都必須考慮到這些事實，如果EUV-FEL光源被證實具有商業化價值的話，或許EUV-FEL光源將會融入下一代晶圓廠的設計考慮當中。