Nei giorni scorsi ha fatto scalpore la notizia del finanziamento da 100 milioni di dollari raccolti dalla startup californiana Substrate. L’azienda si propone di realizzare un sistema litografico in grado di competere con la tecnologia EUV di ASML a una frazione del costo, promettendo di rivoluzionare la produzione dei chip avanzati e di rompere un monopolio trentennale.
La startup statunitense Substrate, con sede a San Francisco, ha annunciato di aver raccolto circa 100 milioni di dollari in un recente round di finanziamento, rivendicando lo sviluppo di un nuovo sistema di litografia che, a detta dell’azienda, è in grado di competere, con costi sensibilmente inferiori, con quello di ASML.
Mentre la multinazionale olandese ASML domina da anni il segmento delle macchine EUV (Extreme Ultraviolet), indispensabili per la produzione dei chip più evoluti (nodi 7nm e inferiori), Substrate afferma di aver creato un sistema basato su raggi X o su una sorgente di luce altamente concentrata, in grado di “stampare” pattern ad alta risoluzione potenzialmente compatibili con nodi molto avanzati.
Questo annuncio ha suscitato grande interesse: se realizzato, potrebbe rompere il più importante monopolio dell’industria dei semiconduttori e aprire la strada a una maggiore concorrenza e resilienza nell’equipaggiamento litografico, un settore vitale e nevralgico per l’economia globale.
Principio tecnologico e promessa di costo
Secondo le fonti, la tecnologia di Substrate, denominata X-Ray Proximity Lithography (XPL), utilizzerebbe un acceleratore di particelle per generare luce a lunghezza d’onda molto più corta rispetto alla EUV di ASML (13,5 nm). Questo consentirebbe – in teoria – di produrre chip di dimensioni comparabili, ma con un costo d’investimento iniziale (CAPEX) per macchina notevolmente inferiore rispetto ai costi esorbitanti (oltre 200 milioni di dollari) dei sistemi EUV.
La startup ha avanzato una promessa estremamente ambiziosa per l’intero ciclo produttivo: il costo per wafer per le attuali tecnologie avanzate potrebbe essere ridotto drasticamente, da circa 100.000 a circa 10.000 dollari entro la fine del decennio.
Inoltre, Substrate non si limiterebbe alla vendita delle macchine di litografia. L’azienda dichiara l’intenzione di costruire anche una propria rete di fab di produzione, integrando l’intera filiera. Questo modello, decisamente più “verticale” rispetto a quello attuale dominato dalla separazione tra ASML (macchine) e fonderie come TSMC (produzione), rappresenta di per sé un elemento di rottura.
Una sfida enorme: decenni di vantaggio accumulato
Nonostante le promesse allettanti, gli analisti restano prudenti. Dominare il mercato della litografia richiede non solo innovazione, ma decenni di perfezionamento ingegneristico, enormi investimenti e capacità produttive testate.
ASML ha accumulato un vantaggio tecnologico e commerciale enorme, che va ben oltre la singola macchina:
- Ecosistema e Supply Chain: L’azienda olandese ha impiegato più di vent’anni e miliardi di dollari per perfezionare la tecnologia EUV, costruendo una catena di fornitura unica e complessa (ad esempio, il sistema ottico di Carl Zeiss e la sorgente laser di Cymer/Trumpf) che è quasi impossibile da replicare.
- Validazione e Yield: La litografia avanzata richiede yield (resa produttiva) perfetti su volumi industriali. Per Substrate, la strada è irta di ostacoli: dalla validazione produttiva e la scalabilità della macchina, alla sua affidabilità e ai rendimenti in ambiente di produzione su larga scala.
- Adozione del mercato: L’adozione da parte delle foundry (fonderie) richiede che la nuova tecnologia sia compatibile con standard, costi, volumi, qualità e cicli di vita già stabiliti, un passaggio estremamente difficile da ottenere per un nuovo attore.
Un potenziale punto di svolta industriale e geopolitico
Vi sono almeno due motivi che rendono la storia di Substrate particolarmente importante, al di là della fattibilità tecnica:
- Geopolitica e industria nazionale
L’industria dei semiconduttori è diventata un tema chiave di sicurezza nazionale e un campo di battaglia tecnologica tra USA e Cina. Un’alternativa al monopolio olandese di ASML, sostenuta da investitori legati all’industria strategica statunitense, avrebbe un forte appeal per il governo USA, ansioso di ridurre la dipendenza da un unico fornitore europeo, soprattutto in un contesto di tensioni e potenziale ricorso a restrizioni sulle esportazioni.
- Costi e barriera all’ingresso
Se un concorrente riuscisse davvero a offrire la litografia avanzata a un decimo del costo, cambierebbe radicalmente la dinamica di molti progetti. Ciò potrebbe abilitare fonderie più piccole (soprattutto in USA ed Europa) o nazioni meno capitalizzate a entrare nell’arena dei chip avanzati, decentralizzando la produzione e rendendo la supply chain globale più resiliente.
La Cina e la corsa all’autosufficienza tecnologica
La Cina osserva con estrema attenzione il progetto di Substrate. Dopo anni di restrizioni commerciali imposte da Washington – che vietano l’esportazione verso Pechino delle tecnologie EUV e, più recentemente, di alcune DUV avanzate – la leadership di ASML rappresenta oggi uno dei principali ostacoli al raggiungimento dell’autosufficienza nei semiconduttori.
Negli ultimi anni Pechino ha investito centinaia di miliardi di dollari per colmare il divario tecnologico, sostenendo produttori locali come SMIC, Naura, AMEC e Shanghai Micro Electronics Equipment (SMEE). Tuttavia, nessuna di queste aziende è ancora riuscita a sviluppare una macchina litografica comparabile a quelle olandesi.
Proprio per questo, un’eventuale apertura o accesso alla tecnologia di Substrate – oggi altamente improbabile per via dei vincoli sulle esportazioni statunitensi – rappresenterebbe un salto strategico senza precedenti per l’industria cinese.
Se Pechino potesse adottare o replicare la tecnologia Substrate, otterrebbe due vantaggi fondamentali:
- Indipendenza tecnologica nella fabbricazione dei chip più avanzati, eliminando il principale collo di bottiglia imposto dall’Occidente.
- Riduzione dei costi industriali, favorendo la nascita di una filiera nazionale dei semiconduttori competitiva anche nei nodi più sofisticati.
Tuttavia, le severe restrizioni statunitensi sui trasferimenti di tecnologia e la natura strategica del progetto rendono improbabile una collaborazione diretta. È quindi plausibile che la Cina continuerà a sviluppare soluzioni proprie, ispirandosi ai principi tecnici di Substrate ma seguendo percorsi autonomi di ricerca, come già sta facendo nel campo della litografia a fascio di elettroni e della nano-impressione ottica.
Una sfida ambiziosa
La scommessa di Substrate è tanto ambiziosa quanto rischiosa: sfidare un monopolio tecnologico come quello di ASML significa tentare l’impossibile.
Eppure, la sola possibilità che un’alternativa esista apre nuovi scenari: una maggiore concorrenza, una riduzione dei costi e una diversificazione della filiera globale della microelettronica.
Per la Cina, il successo di questa startup rappresenterebbe un precedente geopolitico potenzialmente rivoluzionario; per l’Occidente, una nuova arma tecnologica nella contesa per la sovranità industriale.
Nel frattempo, il mondo dei semiconduttori osserverà con attenzione se la “next big thing” della litografia sarà davvero all’altezza della scommessa.
