สองปีที่ผ่านมา ชาวโลกเพิ่งตระหนักว่าชิปคอมพิวเตอร์ไม่ได้เป็นเพียงอุตสาหกรรมใกล้ตัว แต่มันเกี่ยวพันทั้งความมั่นคงทางเศรษฐกิจและการเมืองระดับโลก ข่าวคราวล่าสุดจากหุบเขาซิลิคอนจึงถูกจับตาหนักเป็นพิเศษ
โดยเฉพาะกรณีของ xLight สตาร์ตอัปหัวก้าวหน้าที่ดึงดูดเงินลงทุน 40 ล้านเหรียญสหรัฐฯ เพื่อพัฒนาระบบเลเซอร์ชนิดใหม่สำหรับเครื่องพิมพ์ลายวงจรด้วยแสงคลื่นสั้นที่สุดในโลก (EUV Lithography)
จุดเริ่มต้นของเงินทุนก้อนโตที่มาพร้อมภารกิจที่ทะเยอทะยาน
ปลายเดือนกรกฎาคม 2025 xLight เปิดเผยว่าเงินระดมทุนรอบ Series B มูลค่า $40 ล้านมาจากกลุ่มนักลงทุนที่หลากหลาย นำโดย Playground Global ซึ่งมีอดีตซีอีโอ Intel อย่าง Pat Gelsinger นั่งเป็นประธานบอร์ด
ลงขันร่วมกับ Boardman Bay Capital , Morpheus Ventures , Marvel Capital และ IAG Capital Partners ผลที่ได้ไม่ใช่แค่ตัวเลขสวย ๆ แต่คือ ใบอนุญาตทางการเงิน ให้บริษัทเดินหน้าสร้างเลเซอร์ชนิดใหม่ที่อาจเปลี่ยนสมการราคาต่อแผ่นเวเฟอร์ในโรงงานผลิตชิปทั่วโลก
ภาพรวมรอบ Series B และพันธมิตรทางวิทยาศาสตร์ของ xLight
| รายการ | รายละเอียด |
| มูลค่าระดมทุน | $40 ล้านสหรัฐฯ |
| ผู้นำรอบ | Playground Global (ประธานบอร์ด Pat Gelsinger) |
| นักลงทุนร่วม | Boardman Bay, Morpheus Ventures, Marvel Capital, IAG Capital |
| พันธมิตรห้องปฏิบัติการ | Cornell CLASSE, Los Alamos LANL, Fermilab |
| เป้าหมายต้นแบบ | ระบบเลเซอร์ FEL EUV กำหนดพิมพ์เวเฟอร์ครั้งแรก 2028 |
ทำไมต้องเปลี่ยนแหล่งกำเนิดแสง EUV
เครื่องพิมพ์ลายวงจรระดับ EUV ของ ASML ในปัจจุบันอาศัย laser-produced plasma (LPP) ซึ่งยิงเลเซอร์ CO₂ เข้าใส่หยดดีบุกให้เดือดกลายเป็นพลาสมาและปล่อยแสงย่าน 13.5 นาโนเมตร แม้กระบวนการจะก้าวหน้าเกินฝันเมื่อสิบปีก่อน
แต่กำลังส่องสว่างครั้งนี้ยังคงติดเพดานอยู่ที่ ≈500 วัตต์ ทำให้ throughput มีลิมิต และการเพิ่มพลังงานต้องแลกกับต้นทุนพลังงานกับน้ำเย็นมหาศาล โลกจึงมองหา ทางลัดเพื่อค้นหา เลเซอร์ที่แรงขึ้น ประหยัดขึ้น และยืดหยุ่นด้านความยาวคลื่น
xLight เสนอ Free-Electron Laser (FEL) ขับเคลื่อนด้วยลินัก (linear accelerator) แบบเดียวกับแหล่งกำเนิดแสงซินโครตรอนใหญ่ ๆ ทว่าออกแบบให้ ยิงตรงเข้าห้องคลีนรูมในโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ แทนที่จะสร้างแสงวิจัยในอุโมงค์หลายกิโลเมตร ผลลัพธ์บนกระดาษคือ
- 4 เท่ากำลังส่องสว่างเทียบกับ LPP รุ่นสูงสุด
- ปรับความยาวคลื่นได้ (programmable) เปิดโอกาสสู่ High-NA ลายเล็กกว่า 2 นาโนเมตร
- ต้นทุนต่อเวเฟอร์ลดสูงสุด 50% เพราะหนึ่งแหล่ง FEL จ่ายแสงให้สแกนเนอร์ ASML ได้ถึง 20 ตัวพร้อมกัน
ฟิสิกส์ของ FEL ในโรงงานชิป
ต้นกำเนิดแสง FEL อาศัยอิเล็กตรอนพลังงานสูงถูกเหวี่ยงในอุปกรณ์แม่เหล็กที่เรียกว่า undulator จนปลดปล่อยโฟตอนออกมาเป็นจังหวะ ทำให้เกิดแสงเลเซอร์ความยาวคลื่นสั้นเกินกว่าที่เลเซอร์แก๊สทั่วไปจะทำได้ กุญแจสำคัญคือ เสถียรภาพของลำอิเล็กตรอน
** ลำอิเล็กตรอน หรือในภาษาอังกฤษว่า Electron Beam (e-beam) คือการพุ่งของอนุภาคอิเล็กตรอนจำนวนมากในทิศทางเดียวกัน ด้วยพลังงานสูง ผ่านสุญญากาศหรือสื่อเฉพาะ **
เรื่องที่ห้องปฏิบัติการแห่งชาติเชี่ยวชาญมานาน xLight จึงจับมือ CLASSE, LANL และ Fermilab นำเทคนิค superconducting RF cavity, cryomodule และ machine-learning มาปรับใช้เพื่อให้ลำอิเล็กตรอนวิ่งตลอด 24 ชั่วโมงในสภาพผลิตจริง
ในเชิงอรรถรส ฟิสิกส์ของ FEL อาจฟังดูเหมือนเนื้อหาในวิชาพลาสมาเชิงทฤษฎี แต่ CEO Nicholas Kelez อดีตหัวหน้าวิศวกร LCLS ที่ SLAC ย้ำว่าทีมเขาแค่ ย่อไซโคตรอนมาไว้ข้างเครื่องสแกนเนอร์ไม่ใช่สร้างหลอดสุญญากาศยักษ์กลางโรงงานเหมือนที่หลายคนเข้าใจ
มุมภูมิรัฐศาสตร์ของศึกเลเซอร์สหรัฐฯ–จีน
การดึงเทคโนโลยี EUV กลับสหรัฐฯ มีนัยยะเชิงยุทธศาสตร์ เพราะรัฐบาลวอชิงตันสั่งห้าม ASML ขายเครื่อง EUV ให้จีนมาตั้งแต่ 2019 โดยเรียกมาตรการนี้ว่า “export control สำคัญที่สุดของตะวันตก”
ในอีกฟาก สมาพันธ์ห้องวิจัยจีนเร่งสร้างแหล่งกำเนิดแสงทางเลือก ทั้ง solid-state LPP และ laser-induced discharge plasma (LDP) ภายในปี 2025 กระแสข่าวลือการทดสอบต้นแบบที่โรงงาน Huawei ยิ่งกระตุกตลาดหุ้นอุปกรณ์ลิธอกราฟีทั่วโลก
ในบริบทนี้ xLight จึงเป็นเสมือนไพ่คืนบัลลังก์ ของอเมริกาหลังยุค Cymer ถูก ASML ซื้อกิจการเมื่อ 2013 Pat Gelsinger กล่าวว่า “การปล่อยให้ Cymer หลุดมือคือความผิดพลาดครั้งใหญ่”การตั้ง xLight จึงเท่ากับตีตื้นช่องว่างรอบใหม่ในเวลาที่วิกฤตรัฐบาล–ตลาดชิปส่อขยายผลระยะยาว
xLight วางหมุดหมายว่าเครื่องต้นแบบจะยิงแสงบนเวเฟอร์จริงช่วง 2028 ขั้นตอนต่อจากนี้จึงแบ่งคร่าว ๆ ออกเป็นสามช่วงใหญ่คือ การออกแบบละเอียด (detailed design) การประกอบระบบย่อย (system integration) และการรันทดลองเชิงอุตสาหกรรม (fab pilot)
โดยมี ASML เข้ามาให้คำปรึกษาด้านอินเตอร์เฟซกับสแกนเนอร์รุ่นปัจจุบัน ถ้าเป็นไปตามโรดแมป เป็นไปได้ว่าเทคโนโลยี FEL ของ xLight จะเดินเคียง EUV High-NA ที่ ASML กำลังเร่งขึ้นสายการผลิตเชิงพาณิชย์เช่นกัน
ผลกระทบเศรษฐกิจชิปต้นทุนลด 50% และมีพลังสูงขึ้น 4 เท่า
สำหรับผู้ผลิตชิป ต้นทุนจริงอยู่ที่ต้นกำเนิดแสงมากกว่าเครื่องสแกนเนอร์ หาก xLight ทำได้ตามสเปก โรงงานหนึ่งอาจลดค่าไฟ ค่าน้ำหล่อเย็น และค่าอุปกรณ์สิ้นเปลืองได้กว่าครึ่ง เพราะ FEL ไม่ต้องยิงเลเซอร์ CO₂ พลังสูงใส่ดีบุก 50,000 ครั้งต่อวินาที
ผลคือสิ้นเปลืองดีบุกเป็นศูนย์ ลดโลจิสติกส์สารเคมี และปล่อยความร้อนน้อยลง ยิ่งทุกวันนี้โรงงานผลิตชิปกำลังเร่งลดคาร์บอนฟุตพริ้นท์ เป้าหมาย efficiency 5X ของ xLight จึงตอบโจทย์กระแส ESG อย่างตรงเผง
เมื่อฟิสิกส์อาจเป็นสายธารวิจัยสู่โรงงาน
วงการเลเซอร์รู้ดีว่า Free-Electron Laser ไม่ใช่แนวคิดใหม่ แต่อดีตเคยถูกมองว่า ‘ใหญ่เกินไป แพงเกินไป’ สำหรับแอปพลิเคชันเชิงพาณิชย์ xLight จึงเหมือนการถอดบทเรียนกว่าครึ่งศตวรรษจากห้องทดลองฟิสิกส์อนุภาค มาย่อส่วนให้เข้าระบบผลิตชิป
จุดพลิกเกมอยู่ที่วิศวกรรมระบบสุญญากาศ-แม่เหล็ก-ซูเปอร์คอนดักเตอร์และซอฟต์แวร์ควบคุมจักรวาลอิเล็กตรอน ซึ่งทั้งหมดต่างก้าวหน้าอย่างหวือหวาในช่วงทศวรรษหลัง
