近日，總部位于華盛頓的半導體制造初創(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，該公司宣布已經與 SpaceX 簽署協(xié)議，將在未來 12 次 Falcon 9（獵鷹 9 號）發(fā)射任務中部署其獨創(chuàng)且可重復使用的制造艙“Fabship”，旨在探索研究太空真空條件對半導體晶圓制造的優(yōu)勢。

（來源：Besxar）

與 Falcon 9 其他常規(guī)航天任務截然不同，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 分鐘內隨助推器返回地球。在亞軌道飛行的幾分鐘內，F(xiàn)abship 將打開密封艙體，使預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，具體時間和技術細節(jié)暫時未被公開，但部分任務或將在 2025 年底前執(zhí)行。

據(jù)德勤報告顯示，2025 年全球半導體銷售額預計將達到 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 | 全球半導體行業(yè)預計銷售額（來源：德勤 Deloitte）

而影響芯片良率的重要條件之一，便是生產環(huán)境的潔凈程度。在地球上，半導體制造商投入巨資開發(fā)真空技術以達到凈室條件。例如半導體制造商臺積電（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，不降低半導體晶圓的生產品質。

這些初始 Fabship，該公司稱其為"Clipper 級"載荷，主要用于測試半導體材料能否安全發(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將晶圓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備，而 Fabship 的重復使用特性降低了單位產品的制造成本。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。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)射頻率來擴大生產能力。

目前，Bexsar 表示已經從投資者和機構支持者處籌集了足夠完成首階段任務的資金。這項業(yè)務也引來了美國國防部和科技巨頭的關注。其首個國防部合同已經啟動，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。

科學研究已經證明，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構。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、溫度波動以及設備維護的復雜性都是需要解決的技術難題。此外，監(jiān)管框架、保險體系以及太空交通管理等配套基礎設施的完善也需要時間?；蛟S Besxar 選擇從短期、快速周轉的任務開始，是為了在相對可控的條件下驗證核心技術。

隨著首次發(fā)射任務預計在年內啟動，Besxar 將進入技術驗證的關鍵階段。當前，全球半導體產業(yè)正經歷地緣政治重構。先進制程技術的出口限制、原材料供應鏈的地理集中度等因素都在加劇產業(yè)的不穩(wěn)定性。在全球半導體產業(yè)面臨供應鏈調整的背景下，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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