Базираният в Сан Франциско стартъп Inversion Semiconductor съобщи за напредък в разработването на компактен ускорител на частици (синхотрон), който на теория би могъл да реши всички съвременни проблеми, свързани с производството на чипове – от увеличаване на скоростта на производство до намаляване на размерите на транзисторите. Компактният ускорител е път към най-мощния източник на светлина за литографите на полупроводници, но при разработването му има толкова много проблеми, че перспективите на проекта все още са неясни.

Синхротронът е вид цикличен ускорител на частици, произлизащ от циклотрона, при който ускоряваната частица пътува по фиксирана пътека в затворен контур.

Днес безспорен лидер в създаването на усъвършенствани литографи е холандската компания ASML. Тя е овладяла производството на 13,5 nm литографии. Те използват плазма, произведена с лазер, за да създадат светлина. Източникът на светлина е вграден в литографа, което дава възможност за създаване на сравнително компактни инсталации. Съществено ограничение е мощността на лъчението, която досега е била ограничена до 250 W. Това възпрепятства скоростта на обработка на пластините и производителността. ASML е в ранен етап на разработване на 1 kW EUV светлинни източници, като обещава в близко бъдеще да започне въвеждането на 740 W източници.

Ускорителят на частици, предложен от Inversion Semiconductor, теоретично е способен да създава светлина с дължина на вълната от 20 до 6,7 nm с мощност около 10 kW.

Такъв светлинен източник би могъл да ускори обработката на пластини 15 пъти в едно съоръжение или да извършва паралелна обработка с по-ниска скорост едновременно на дузина скенери, като значително намали производствените разходи.

Предложението на Inversion Semiconductor не е нещо ново. Учени и представители на индустрията разработват проекти за използване на ускорители на частици за литография на полупроводници. Китайците работят по подобни проекти, а американският гигант в областта на чиповете Intel също проявява интерес.

Акцентът на проекта Inversion Semiconductor е неговата компактност. Инсталацията, предложена от компанията е 1000 пъти по-малка от синхротроните, използвани в науката. Всъщност тя би могла да бъде с размерите на обикновено бюро, което е пряк път към промишлените цехове за масово производство на чипове.

Проектът е подкрепен от инвестиционната компания Y-Combinator, която предоставя помещения за разработката. Бъдещото съоръжение се основава на феномена лазерно-вълново полево ускорение (LWFA, Laser Wakefield Acceleration), който е добре познат на физиците. Това е метод за ускоряване на заредени частици, като например електрони, с помощта на интензивни лазерни импулси. Мощен лазерен лъч преминава през плазмата, създавайки силни електрически полета в плазмата, които образуват плазмена вълна (или „пътуваща вълна“). Тези полета могат да ускорят частиците до релативистични енергии на много къси разстояния – от порядъка на сантиметри – като се постигат градиенти на ускорение, хиляди пъти по-високи от тези в традиционните ускорители.

Основният проблем на технологията LWFA е необходимостта от създаване на лазери с мощност от петават с продължителност на импулсите от порядъка на фемтосекунди (10^-15). Такива съоръжения не са компактни и са изключително трудни за експлоатация. За научни цели това е приемливо, но за масова употреба – определено не.

Въпреки това, дори и да бъдат създадени необходимите лазери, все още има един нерешен проблем. На практика генерираната по този начин светлина се характеризира с нестабилни енергии на отделните частици и широки ъгли на тяхното разминаване. Въпреки че светлината като цяло е кохерентна и монохроматична, е изключително трудно тя да бъде контролирана. Освен това компанията няма опит в изграждането на литографски съоръжения като цяло, което или ще я принуди да се обърне към същата ASML (или Canon и Nikon), или ще изисква огромни усилия за разработване на собствено литографско съоръжение от нулата. И двете перспективи изглеждат съмнителни, което добавя значителна доза несигурност към съдбата на проекта.