打破ASML壟斷，美國Substrate以新微影技術顛覆半導體規則
科技產業資訊室 (iKnow) - 黃松勳 發表於 2025年10月29日
圖、打破ASML壟斷，美國Substrate以新微影技術顛覆半導體規則
在長達數十年的半導體發展史中，荷蘭ASML的極紫外光（EUV）光刻技術堪稱無可匹敵，幾乎壟斷了全球先進晶片的生產工具。然而，美國新創公司 Substrate Inc.正試圖打破這個格局。該公司由年僅34歲的創辦人James Proud領軍，宣稱透過結合粒子加速器與自研微影設備，開發出可媲美ASML技術、但成本可減半的新型晶片製造方式，為美國重奪半導體主導權點燃希望。
Substrate的崛起不僅是技術革新，更承載著美國對半導體供應鏈安全的焦慮。隨著台積電在台灣生產多數高階晶片，美中科技競爭下的供應風險成為美國政府關注焦點。美國副總統JD Vance與前參議員Kyrsten Sinema皆與Proud會晤，顯示華府對此計畫的高度重視。若Substrate成功，將不只是經濟突破，更是戰略層面的勝利。
James Proud出身倫敦，為Thiel Fellowship首屆學員，早期創業成功後轉向硬體與半導體研究。疫情期間，他開始研究晶片供應鏈問題，並認為現行製程成本過高、依賴過重。2022年，Proud與弟弟在舊金山創立Substrate，目標是用粒子加速器產生高能X光取代雷射EUV光源，藉此簡化設備結構並降低造價。
傳統EUV機台需耗資超過4億美元且含十萬個零件，製程極為複雜。Substrate則運用粒子加速器發射電子束產生X光，成功在矽晶圓上刻出極高解析度的電路圖樣。經多次測試後，其成像品質被前IBM技術長John Kelly評價為「極為清晰」，顯示其技術潛力真實可行。
目前全球只有ASML能量產EUV機台，台積電則是主要使用者。Substrate 若能突破技術門檻，將撼動兩者的全球地位。該公司已獲CIA支援的In-Q-Tel、Founders Fund與General Catalyst等多家投資機構注資1億美元，估值突破10億美元。未來計畫斥資100億美元在德州興建自有晶片廠，並與Intel進行初步合作洽談。
儘管成果令人振奮，Substrate 仍面臨巨大的工程與資金壓力。從試驗室原型走向量產需要建廠、設備維運與供應鏈重構。分析師指出，其粒子加速器作為多台機器共用光源的設計若出現故障，恐導致整廠停擺。此外，拜登政府也曾對其逾十億美元的補助申請持保留態度。
雖然許多業界人士對此持懷疑態度，認為要取代ASML與TSMC幾乎不可能，但美國奧克里奇國家實驗室主任Stephen Streiffer指出，Substrate的研究方向具國家戰略價值，若成功將重塑全球晶片格局。分析師更比喻其潛力如同SpaceX降低火箭發射成本般，可能引發連鎖式技術革新效應。
在美中科技角力與製程高成本的壓力下，Substrate 代表著美國對晶片自主的新嘗試。James Proud 強調：「當只剩兩個壞選項時，就該創造第三個更好的選項。」這項以粒子加速器為核心的創新，雖仍處起步階段，卻為美國半導體產業開啟重新掌控命運的契機，也可能成為下一波全球晶片革命的開端。(984字；圖1)
參考資料：
Can a Start-Up Make Computer Chips Cheaper Than the Industry’s Giants? The New York Times, 2025/10/28
Substrate raises $100M to do the impossible and reinvent the chipmaking industry. Silicon Angle, 2025/10/28
US startup Substrate announces chipmaking tool that it says will rival ASML. Reuters, 2025/10/28
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