Die neue Wette von Pat Gelsinger: Wie xLight die EUV-Lithografie neu erfinden will

Pat Gelsinger war kaum aus dem Rampenlicht verschwunden, da taucht er schon wieder an einer der heißesten Fronten der Chipindustrie auf. Nach seinem Abschied als Intel-CEO steht er nun als Executive Chairman an der Spitze von xLight, einem jungen US-Startup, das sich auf EUV-Lichtquellen spezialisiert. Und das beginnt direkt mit einem dicken Ausrufezeichen: 150 Millionen US-Dollar an staatlicher Förderung aus dem CHIPS Act, um eine neue Generation von EUV-Lasern zu entwickeln.

Die eigentliche Frage dahinter: Kann Gelsinger diesmal tatsächlich die Grundlage für den nächsten Sprung bei High-End-Chips legen – oder sehen wir nur die nächste Runde Subventionskapitalismus im Halbleitermantel?

In den USA sind Chips längst kein Randthema für Ingenieure mehr, sondern ein Baustein der Sicherheits- und Industriepolitik. Pandemie, Lieferkettenprobleme, Autowerke ohne Steuergeräte, dazu die strategische Konkurrenz mit China – all das hat Washington brutal vor Augen geführt, wie abhängig die eigene Wirtschaft von Fabriken in Taiwan, Südkorea oder Europa geworden ist. Mit dem CHIPS and Science Act reagierte die US-Regierung: Wer Fertigungskapazitäten ins Land holt, Abhängigkeiten reduziert oder Schlüsseltechnologien neu denkt, kann auf milliardenschwere Förderpakete hoffen. Meistens standen bisher große Namen wie Intel, TSMC oder Samsung im Zentrum. xLight unterscheidet sich: Die Firma will weder eine riesige Foundry bauen noch eigene Prozessoren designen, sondern an ein besonders heikles Teil der Wertschöpfungskette ran – die Lithografie.

In dieser Lithografie werden mit extrem kurzwelliger Strahlung die winzigen Strukturen in den Chip gebrannt. An der Spitze steht die EUV-Lithografie, ohne die moderne Fertigungsprozesse im einstelligen Nanometerbereich praktisch unmöglich sind. Und hier gibt es einen globalen Nadelöhr: ASML aus den Niederlanden. Die Maschinen des Konzerns sind monströse Hightech-Systeme mit einem Preisschild im dreistelligen Millionenbereich. Ihr Herzstück ist eine Lichtquelle, die auf lasererzeugtem Plasma basiert: Hochenergetische Laser schießen auf Mikrotropfen aus Zinn, das dabei ein EUV-Blitzlicht abgibt. Das ist beeindruckende Physik, aber auch extrem komplex, störanfällig und energiehungrig – und es findet komplett außerhalb der USA statt.

Genau an diesem Punkt setzt xLight an. Das Startup will die klassische Plasmaquelle durch Freie-Elektronen-Laser (FEL) ersetzen. Anstatt Zinn mit Lasern zu beschießen, werden Elektronen in einem kompakten Teilchenbeschleuniger auf hohe Energien gebracht und anschließend durch ausgeklügelte Magnetstrukturen gelenkt, wo sie Strahlung im EUV-Bereich emittieren. Auf dem Papier verspricht ein solcher FEL deutlich mehr nutzbares Licht pro Watt, eine bessere Energieeffizienz und potenziell eine einfachere Skalierung. Für politische Entscheider klingt das nach einem Dreifachgewinn: weniger Energiebedarf, weniger Abhängigkeit von einer europäischen Firma, mehr technologisches Eigentum im eigenen Land.

Für Gelsinger fügt sich das nahtlos in die Geschichte ein, die er seit Jahren erzählt: dass der „Mooresche Gesetz“ nur dann weiter gilt, wenn Industrie, Staat und Forschung gemeinsam bei Fertigungstechnologien aufs Gas treten. In der Lesart von xLight sind effizientere, leistungsstärkere EUV-Quellen ein zentraler Hebel, um die Transistordichte weiter zu erhöhen, ohne jede neue Fabrik in ein Energiefresser-Monster zu verwandeln. Die Firma spricht von Verbesserungen um Größenordnungen gegenüber heutigen Quellen, von mehr Durchsatz pro Maschine und von einer „kritischen heimischen Fähigkeit“ im Bereich der Hochleistungslaser. Auf Präsentationsfolien liest sich das wie die perfekte Schnittmenge aus Technologievision, Industriepolitik und nationaler Sicherheitsagenda.

Abseits der Hochglanzfolien ist die Reaktion allerdings spürbar gespalten. Viele Beobachter haben noch gut im Kopf, wie schwer sich Intel unter Gelsinger mit der eigenen Fertigungs-Roadmap tat: verschobene Knoten, verpasste Meilensteine, ambitionierte Versprechen, denen die Realität nur langsam hinterherkam. Wenn derselbe Manager kurz darauf bei einem frisch gegründeten Startup landet, das sofort einen neunstelligen Scheck vom Staat bekommt, liegt der Verdacht nahe, dass hier neben Ingenieurskunst auch viel Erfahrung im Navigieren durch Ausschüsse und Fördertöpfe im Spiel ist. In manchen Kommentarspalten ist schnell von „Corporate Welfare“ die Rede – also staatlicher Fürsorge für ohnehin gut vernetzte Unternehmen.

Hinzu kommt die technische Skepsis. Freie-Elektronen-Laser sind keine nette PowerPoint-Idee, sondern bewährte Werkzeuge der Spitzenforschung – man findet sie an großen Forschungszentren von Hamburg bis Kalifornien. Dort liefern sie ultrakurze, extrem intensive Lichtblitze für Experimente in Physik, Chemie und Materialwissenschaft. Aber der Alltag einer Forschungsanlage unterscheidet sich massiv von einer Chipfabrik. In der Wissenschaft darf ein Strahl auch mal instabil werden, das System wird nachjustiert, es gibt Wartungsfenster und aufwendige Kalibrierungen. Im Hochvolumenbetrieb einer Fab dagegen zählen Verfügbarkeit, Reproduzierbarkeit und planbare Stillstände – 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche. Ein FEL in ein wartungsfreundliches, halbwegs kompaktes und robustes „Lichtaggregat“ zu verwandeln, ist kein kleiner Schritt, sondern ein Technologieabenteuer, bei dem auch mit Partnern wie dem Albany Nanotech Complex noch viele Hürden bleiben.

Und selbst wenn xLight diese Hürde nimmt, wartet die nächste Abhängigkeit: ASML. Denn auch eine noch so geniale Lichtquelle muss sich in eine existierende Lithografieplattform integrieren. Das hieße, den niederländischen Marktführer davon zu überzeugen, eine neue, nicht erprobte Source-Architektur in seine Flagship-Systeme zu übernehmen – und das in einer Phase, in der die Nachfrage nach den bestehenden EUV-Tools ohnehin riesig ist. Aus Sicht von ASML bedeutet das technisches Risiko, hohe Entwicklungskosten und potenzielle Verzögerungen. Ohne diese Integration aber bleibt xLight im schlimmsten Fall bei einem beeindruckenden Demonstrator stehen, der die Produktionshallen nie erreicht.

Dabei ist xLight nicht der einzige Herausforderer. Andere Startups wie Substrate experimentieren mit noch kürzeren Wellenlängen und X-ray-basierten Ansätzen, um Strukturen auf den Wafer zu bringen, und haben ebenfalls prominente Geldgeber im Rücken. Der rote Faden ist klar: Die Geduld mit einer faktischen Monopolstellung in der EUV-Lithografie schwindet, und immer mehr Akteure wollen den Flaschenhals aufbrechen – mit welchen physikalischen Mitteln auch immer. Die Lithografie wird endgültig zur „strategischen Höhe“ im globalen Chip-Wettlauf.

Rund um all das tobt ein politischer Diskurs, der selten bei Optiken und Elektronenbahnen stehen bleibt. In den Kommentarspalten mischen sich Diskussionen über CHIPS-Act-Gelder mit Grundsatzstreits über Republikaner oder Demokraten, über „Sozialismus für Konzerne“, über Drogenpolitik und Grenzsicherung. Zwischen Memes und Polemik steckt aber eine berechtigte Frage: Kaufen die Staaten mit diesen Subventionen tatsächlich langfristige Fähigkeiten – oder vor allem wohlklingende Versprechen von Managern, die gelernt haben, welche Schlagworte in den Hearing-Sälen gut ankommen?

Genau diese Wette läuft nun bei xLight – und damit bei Pat Gelsingers zweitem großen Auftritt im Chipgeschäft. Gelingt es dem Startup, die FEL-Physik in ein stabil laufendes EUV-Modul zu gießen, ASML (oder einen anderen Systemanbieter) an Bord zu holen und am Ende messbare Vorteile bei Kosten und Durchsatz zu liefern, könnte der Effekt gewaltig sein: mehr Tempo, mehr Effizienz, mehr technologische Souveränität für die USA. Scheitert das Projekt, bleiben 150 Millionen Dollar als Lehrgeld und ein weiteres Beispiel dafür, dass man physikalische Grenzen nicht wegsubventionieren kann. Im Moment hat xLight vor allem eines gewonnen: Zeit, Aufmerksamkeit – und die Chance zu zeigen, ob ihr Lichtstrahl wirklich hell genug ist, um die Kurve des Mooreschen Gesetzes noch einmal nach oben zu biegen.