הפיזיקאים ד"ר חיליק (יחיאל) פרנק, מייסד וסמנכ"ל טכנולוגיות של L2X Labs וד"ר ז'ניה פפיר, מייסד ומנכ"ל החברה, חברו יחד להקמת סטארט-אפ שעשוי לשנות את תהליכי ייצור השבבים. "באמצעות השימוש בטכנולוגיית Extreme UltraViolate) EUV) אנחנו בונים מקורות קרינה ואור המהווים רכיב קריטי בתהליכי הייצור של תעשיית השבבים, ובפרט עבור השבבים המתקדמים ביותר בשוק. שבבים אלו הכרחיים להמשך ההתפתחות של הטכנולוגיות המתקדמות ביותר כיום דוגמת AI ,IoT ואחרות, ומכאן חשיבותן העצומה. בזכות הפיתוח שעליו אנחנו עמלים כיום, ולאחר סבב גיוסים ראשון, תוכל תעשיית המוליכים למחצה להתקדם לדור הבא של תהליכי הייצור", מסביר ד"ר פרנק, בעל תואר Ph.Dמן האוניברסיטה העברית בירושלים, שהתמחה בתחום הפיסיקה האטומית במעבדה הלאומית Lawrence Livermore National Laboratory קליפורניה, ארה"ב. את ד"ר פפיר, בעל תואר Ph.D בפיזיקה גם כן מן האוניברסיטה העברית בירושלים, מחברם של 15 פרסומים מדעיים בביקורת עמיתים מדעיים, למעלה מ 20 פטנטים וחוקר עם למעלה מ-15 שנות ניסיון גם בתחום מקורות EUV וליטוגרפיית EUV, הוא פגש כשעבדו יחד במעבדה באוניברסיטה העברית.
המרוץ אחר שבבי הננומטר
תעשיית המוליכים למחצה נמצאת בפתחה של מהפכה טכנולוגית הדוהרת לקראת פיתוח שבבים בעלי מבנים בגודל של ננומטרים בודדים ואף פחות מננומטר (מיליארד ננומטר = 1 מטר). החשיבות העצומה של שבבים אלו טמונה בכך שהם הכרחיים לפיתוח כמעט כל טכנולוגיות הדור הבא כגון: בינה מלאכותית, רכבים אוטונומיים ומכשור רפואי מתקדם. ללא היכולת לייצר שבבים אלו לא ניתן יהיה לממש את מרבית הטכנולוגיות המפותחות כיום. מעבר לכך, שבבים קטנים וחזקים יותר מאפשרים גם יעילות אנרגטית משופרת וביצועים כלליים טובים יותר עבור יישומים קיימים.
ד"ר פפיר מסביר: "עולם השבבים המציין כיום 70 שנות קיום שאף לאורך כל הדרך שהפיצ'רים על השבב ילכו ויקטנו וכך תהיינה יותר יחידות חישוב על כל שבב. הדפסת הרכיבים החשמליים על שבב נעשית באמצעות אור בתהליך הנקרא ליתוגרפיה. לאור יש 'גודל' אופייני הנקרא אורך גל, יצירת רכיבים קטנים מצריכה אור באורך גל קצר ביותר. הבעיה היא שמקורות אור באורכי הגל הנדרשים, של ננומטרים בודדים, פשוט לא היו קיימים. לשם כך צריך היה למצוא מקורות קרינה חדשים, וכאן אנחנו נכנסים לתמונה".
לאורך השנים קטנו המבנים המודפסים על שבבי הסיליקון באופן דרמטי מ-10 מיקרומטר בשנות ה-70 של המאה הקודמת, ועד למבנים בגודל של 5 ננומטר המיוצרים כיום. "מפת הדרכים לתעשיית המוליכים למחצה היא חוק מור Moore's) law) הקובע כי מספר הטרנזיסטורים במיקרו-שבב מוכפל מדי שנתיים. תחזית טכנולוגית זו נעשתה עוד בשנות ה-60, והיא זו שהניעה חברות לחדש כל הזמן ולדחוף את גבולות הטכנולוגיה", מסכים ד"ר פרנק ומדגיש כי יחד עם זאת "בתחילת שנות ה-2000 הגיעה התעשייה למבוי סתום, רק כי לא הצליחו להקטין את אורך הגל של מקורות הקרינה ואיתו כאמור את גודל הטרנזיסטורים".
יצירת קרינה באורכיגל קצרים לתעשייה
את הפתרון הדרוש למציאת אורכי גל קצרים הנדרשים לתעשיית המיקרואלקטרוניקה מצאו ד"ר פרנק וד"ר פפיר על בסיס טכנולוגיה של אינטראקציית לייזרים רבי עוצמה וחומרים שהציגה, לראשונה באופן מסחרי לתעשיית השבבים, החברה ההולנדית ASML המייצרת מכונות ליתוגרפיה. ד"ר פרנק מסביר כי למרות שטכנולוגיה זו שברה את תקרת הזכוכית והציעה לראשונה מקורות קרינה באורכי גל קצרים, "עדיין ישנם לא מעט אתגרים משמעותיים המשאירים את תעשיית השבבים ללא פתרון הולם, כדוגמת היעילות החשמלית הנמוכה מאוד. התהליך שפותח ב-ASML צורך 1.3 מגה וואט של חשמל כדי לייצר 250 וואט של קרינת EUV. לצורך ההמחשה זה דומה לשימוש בחשמל של שכונה שלמה על מנת להדליק נורה אחת". בעיה נוספת שזיהו ב-L2X היא היעדר מענה של המקורות הקיימים לצורכי התעשייה באופן כללי. לצד התפתחות תהליכי הליתוגרפיה, בתהליכים נוספים כמו תהליכי בדיקה ומדידה שונים בתעשיית השבבים ישנו צורך קריטי במקורות חדשים על מנת לתמוך באותה התקדמות טכנולוגית.
כשפרנק ופפיר זיהו את מגבלות הטכנולוגיה שפיתחה ASML הם החליטו למצוא שיטות חלופיות ליצירת מקורות קרינה (באורכי גל קצרים) שיכולות להציע ביצועים ואמינות טובים יותר ושיוכלו לתת פתרון עבור סגמנטים נוספים בתעשייה הזקוקים לכך באופן דחוף.
אורך גל בהתאם לאפליקציה הנדרשת
ד"ר פרנק וד"ר פפיר מציינים כי מקור הקרינה הראשון המפותח בימים אלו במעבדות L2X בירושלים הוא המתקדם מסוגו בעולם, בכך שהוא מאפשר לבצע תהליכי בדיקה של שבבים תוך שימוש בקרינה באורכי גל קצרים ביותר. "מקורות אלו מאפשרים לראשונה זיהוי של פגמים ומדידה של מבנים בגודל של ננומטרים בודדים ואף פחות מננומטר!" מצהיר ד"ר פרנק ואומר כי עצם היכולת לזהות ולמדוד פגמים אלו הופכת לקריטית ככל שהמבנים על שבב קטנים גם הם. "כך", הוא ממשיך, "המקורות של L2X, המאופיינים בבהירות גבוהה ביותר ומאפשרים לראשונה בעולם גם הפעלה של מספר תהליכים תוך שימוש במקור יחיד, ואף מאפשרים יכולת בחירה מתוך מגוון אורכי גל שונים בהתאם לאפליקציה הנדרשת".
מחפשים שותפים
חברת L2X הוקמה בסוף שנת 2021 בתמיכת הרשות לחדשנות וקרן JUMPSPEED התומכת בחברות טכנולוגיה מתקדמות בעיר ירושלים. "לאחרונה גדלה החברה מאוד ואנו עדים להתעניינות גדולה מצד שותפים בתעשייה במקורות שאנחנו מפתחים", מגלה ד"ר פרנק. "אנו שואפים להציג את המוצר הראשון שלנו לשוק כבר לקראת סוף השנה הקרובה ולעבור לשלב הגדילה של החברה במעבר מתקופת הפיתוח לייצור סדרתי", מוסיף ד"ר פפיר ומסביר כי "לצורך זינוק זה אנחנו מחפשים שותפים נוספים שירצו לקחת חלק בהצעדה של תעשיית השבבים אל הדור הבא".
L2X Labs
שנת הקמה: 2021
מייסדים: ד"ר חיליק (יחיאל) פרנק וד"ר ז'ניה פפיר.
תחום עיסוק: פיתוח מקורות קרינה המהווים רכיב קריטי לתעשיית המוליכים למחצה — לייצור העתידי של שבבים מתקדמים.
מוטו מוביל: מאירים את העתיד של תעשיית השבבים.
בשיתוף L2X Labs
