埃隆 · 馬斯克的「Terafab」計劃可能會採用一種全新的 EUV 光源方案。據馬斯克暗示，該設施可能使用自由電子激光器（FEL），取代目前 ASML 採用的激光產生等離子體（LPP）光源。馬斯克在回應社交平台 X 上的相關帖子時寫道：「自由電子激光器萬歲」（FEL， FTW），似乎表達了對這項技術的支持。

據IT之家了解，目前業內主要依賴 LPP 技術，該技術使用高功率激光轟擊高速移動的錫液滴，產生高溫等離子體，並釋放波長為 13.5 納米的 EUV 光。

不過，這種技術存在兩大缺點。首先，輸入的電能只有約 0.1% 最終轉化為 EUV 輸出。其次，激光轟擊錫液滴時會產生碎屑和污染物，從而增加設備的維護需求。

儘管存在這些限制，LPP 目前仍是唯一實現大規模量產應用的 EUV 光源技術，其中一個重要原因是其設備體積相對較小，僅有幾立方米，可以直接集成到光刻機中。

相比之下，自由電子激光器（FEL）並不依賴等離子體，而是直接利用高能電子束產生光線。電子會被加速至接近光速，然後通過交替排列的磁鐵，在運動過程中產生強烈且高度集中的光束。通過調節電子能量和磁鐵之間的間距，FEL 可以產生 EUV 光刻所需的 13.5 納米波長，理論上甚至能夠進一步延伸至6.x納米甚至更短的波長。

此外，FEL 不需要使用錫液滴，因此可以避免錫污染，有助於減少光學損耗和設備停機維護時間。

FEL 還有望大幅降低功耗，據悉，目前 LPP 技術每產生 1 千瓦的 EUV 光輸出，大約需要 4.4 兆瓦的輸入功率；相比之下，FEL 理論上只需要約 0.7 兆瓦。

不過，FEL 面臨的一大難題是設備佔地面積巨大。這類系統如果應用於傳統半導體晶圓廠，體積可能過於龐大。但 Terafab 本身被設想為一個超大規模的生產設施，因此可能更適合部署集中式 FEL-EUV 系統。

當然，FEL-EUV 最大的疑問仍然在於何時才能真正實現商業化，目前市場上還沒有成熟的 FEL 光源供應商。

目前最知名的相關初創公司之一是 xLight，該公司有美國政府參與投資，董事長則是前英特爾 CEO 帕特 · 基辛格。不過，xLight 目前預計最快也要到 2028 年才能交付可工作的原型機。

值得注意的是，據《華爾街日報》報道，ASML 目前最先進的激光器可以產生波長約為 13.5 納米的極紫外光，而 xLight 的目標則是實現精確到 2 納米的波長。

無論 Terafab 最終選擇哪種 EUV 光源，都很難完全擺脫對 ASML 的依賴。因為一套完整的光刻系統不僅需要光源，還需要光學系統、掩模版和控制系統，而這些恰恰都是 ASML 的核心技術優勢所在。

因此，馬斯克設想中的 FEL-EUV 方案最終能否落地，可能仍然取決於 ASML 能否提供與之兼容的光刻系統。與此同時，台積電和三星仍在持續擴大先進製程產能，Terafab 如果要實現大規模量產，其與現有光刻產業鏈之間的關係也將成為一個關鍵問題。