聯(lián)手SpaceX，這家初創(chuàng)計劃把芯片生產(chǎn)關(guān)鍵一環(huán)在太空完成

近日，總部位于華盛頓的半導(dǎo)體制造初創(chuàng)公司 Besxar 首次在平臺發(fā)聲，正式公布其業(yè)務(wù)計劃——將芯片制造環(huán)節(jié)送上太空。在首則消息中，該公司宣布已經(jīng)與 SpaceX 簽署協(xié)議，將在未來 12 次 Falcon 9（獵鷹 9 號）發(fā)射任務(wù)中部署其獨創(chuàng)且可重復(fù)使用的制造艙“Fabship”，旨在探索研究太空真空條件對半導(dǎo)體晶圓制造的優(yōu)勢。

（來源：Besxar）

與 Falcon 9 其他常規(guī)航天任務(wù)截然不同，這款 Fabship 載荷尺寸只有微波爐大小，而且它并不跟隨火箭進入軌道。在每次發(fā)射中，將有兩個 Fabship 制造艙被安裝在火箭助推器上，并在發(fā)射后不到 10 分鐘內(nèi)隨助推器返回地球。在亞軌道飛行的幾分鐘內(nèi)，F(xiàn)abship 將打開密封艙體，使預(yù)裝的晶圓暴露在太空真空中，通過物理氣相沉積等工藝，在晶圓表面生長超純薄膜。

公司希望在 12 次短期、高頻次的飛行中能夠驗證技術(shù)可行性，并且對其進行快速迭代。根據(jù)雙方協(xié)議，具體時間和技術(shù)細節(jié)暫時未被公開，但部分任務(wù)或?qū)⒃?2025 年底前執(zhí)行。

據(jù)德勤報告顯示，2025 年全球半導(dǎo)體銷售額預(yù)計將達到 6,970 億美元，較 2024 年的 6,270 億美元增長 19%，其中生成式 AI 芯片市場已突破 1,250 億美元，占據(jù)總銷售額的 20% 份額。AI 芯片雖然創(chuàng)造了巨額營收，但在總晶圓產(chǎn)量中占比不足 0.2%。高性能芯片材料目前在市場上處于供需失衡狀態(tài)。

圖 | 全球半導(dǎo)體行業(yè)預(yù)計銷售額（來源：德勤 Deloitte）

而影響芯片良率的重要條件之一，便是生產(chǎn)環(huán)境的潔凈程度。在地球上，半導(dǎo)體制造商投入巨資開發(fā)真空技術(shù)以達到凈室條件。例如半導(dǎo)體制造商臺積電（TSMC）計劃為先進芯片新工廠投資 500 億美元，其中大部分成本都是為維持高度潔凈可控的生產(chǎn)環(huán)境。因此，Besxar 將目光投向太空，試圖在壓縮成本的同時，不降低半導(dǎo)體晶圓的生產(chǎn)品質(zhì)。

這些初始 Fabship，該公司稱其為"Clipper 級"載荷，主要用于測試半導(dǎo)體材料能否安全發(fā)射和著陸。這基本上是終極的高空拋雞蛋挑戰(zhàn)，因為 Besxar 想要確保它們不僅能夠?qū)⒕A往返太空并對它們進行各種處理，還能可靠地將它們帶回而不發(fā)生翹曲、開裂等問題。

從商業(yè)角度看，傳統(tǒng)的太空制造項目通常采用一次性設(shè)備，而 Fabship 的重復(fù)使用特性降低了單位產(chǎn)品的制造成本。創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Ashley Pilipiszyn 接受采訪時表示，12 次飛行中，fabship 都將重復(fù)使用硬件。她將 Clipper 級載荷比作 SpaceX 的 Starship"跳躍者"原型，后者測試了起飛和著陸技術(shù)。同時，該公司還計劃通過增加Fabship的尺寸、延長軌道駐留時間或提高發(fā)射頻率來擴大生產(chǎn)能力。

目前，Bexsar 表示已經(jīng)從投資者和機構(gòu)支持者處籌集了足夠完成首階段任務(wù)的資金。這項業(yè)務(wù)也引來了美國國防部和科技巨頭的關(guān)注。其首個國防部合同已經(jīng)啟動，專注于國防級材料和抗輻射組件研發(fā)；也同時獲得了 NVIDIA Inception Program 等領(lǐng)先 AI 超算廠商的早期支持。

不過，Besxar 并不是第一家想把芯片制造送上太空的公司。英國 Space Forge、Axiom Space 同樣致力于太空半導(dǎo)體制造，但其重點在于利用微重力環(huán)境制造特殊材料。而 Besxar 更專注于利用太空的真空環(huán)境而非微重力效應(yīng)。

科學研究已經(jīng)證明，在微重力環(huán)境中，晶體生長可以避免地面上的對流和沉積問題，從而生長出缺陷更少的晶體結(jié)構(gòu)。而軌道環(huán)境的超高真空條件能夠提供比地面最先進潔凈室更加純凈的制造環(huán)境。

圖 | Space Forge 的微重力生產(chǎn)平臺（來源： Space Forge）

但太空制造也面臨著諸多挑戰(zhàn)。軌道環(huán)境的輻射、溫度波動以及設(shè)備維護的復(fù)雜性都是需要解決的技術(shù)難題。此外，監(jiān)管框架、保險體系以及太空交通管理等配套基礎(chǔ)設(shè)施的完善也需要時間。或許 Besxar 選擇從短期、快速周轉(zhuǎn)的任務(wù)開始，是為了在相對可控的條件下驗證核心技術(shù)。

隨著首次發(fā)射任務(wù)預(yù)計在年內(nèi)啟動，Besxar 將進入技術(shù)驗證的關(guān)鍵階段。當前，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正經(jīng)歷地緣政治重構(gòu)。先進制程技術(shù)的出口限制、原材料供應(yīng)鏈的地理集中度等因素都在加劇產(chǎn)業(yè)的不穩(wěn)定性。在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)面臨供應(yīng)鏈調(diào)整的背景下，該公司的實踐可能為行業(yè)提供新的制造思路。

1.https://www.besxar.com/media/besxar-signs-launch-agreement-with-spacex-to-pioneer-orbital-semiconductor-manufacturing

2.https://spacenews.com/semiconductor-startup-to-fly-payloads-on-falcon-9-boosters/

3.https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/elon-musks-spacex-to-launch-reusable-fabships-for-orbital-chip-manufacturing-experiments-besxars-orbital-chipmaking-experiments-to-occur-over-12-launches

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