马斯克的芯片工厂Terafab宏伟蓝图。照片经过AI解决

埃隆马斯克准备对EUV光刻技术“开刀”了。

为了能改变传统极紫外光刻对单机版单独光源物理学依靠，埃隆马斯克立即将目光投向了工业型自由电荷激光发生器（FEL）。

美国时间8月6日，SpaceX官方号发布Terafab超大芯片制造厂的晚间渲染视频，界面中间一个巨大的环形同步加速器环形结构快速引发网友热议。

SpaceX官方发布的Terafab渲染视频

Extropic创办人、前谷歌搜索量子计算机技术工程师@beffjezos推断，埃隆马斯克很有可能方案给这座芯片加工修建根据自由电荷激光器的EUV光刻技术灯源。

一天后，埃隆马斯克亲身回应：“FEL FTW”。（注：Free Electron Laser，
For The Win，自由电荷激光发生器，取胜）。

FEL FTW的光源方案落地，直接把矛头指向了ASML在EUV光刻技术领域内的霸主地位，身后乃是马斯克的“芯片生产加工厂”宏伟蓝图。

在国外弗吉尼亚州格莱姆斯县城的一座退伍火电站原址上，SpaceX和特斯拉共同投资的Terafab新项目正在推进。第一期项目投资168亿美金，整体规划制造空间超出1亿平方米（折合929万平方）。

而FEL灯源正是这个超级工厂最核心的技术筹码之一。

01 凭什么挑战ASML？

tsmc、三星、intel等半导体巨头，在制造全世界先进制程处理芯片时，必须极度依赖ASML的EUV光刻技术。

ASML的EUV光刻技术灯源来源于内部结构用大功率二氧化碳激光器，该激光发生器以每秒约5万次的工作频率敲击细微的熔化锡滴。每一个锡滴被持续打中2次，气化为极高温环境的等离子（LPP）并扩散出EUV灯源，然后由斜面反射镜片搜集导向性单晶硅片。

ASML EUV光形成基本原理，激光发生器打中细微的熔化锡滴。由来：X服务平台

这种方案支撑了现阶段的EUV处理芯片时期，却也遭遇不可企及物理限定。

关键在于动能效率极低，绝大多数电力工程在高温锡滴的过程当中转化成设备温度；其次锡气化之后留有残片环境污染并腐蚀昂贵高精密反射镜片，大幅上升了设备的维护关机时间；最后就是随着人们对曝出输出功率市场需求的不断提高，分散型单机系统的复杂性正靠近物理极限。

相比之下，自由电荷激光发生器（FEL）工作原理完全不一样。

Terafab布局的FEL计划方案则是由粒子加速器加快离子束辐射影响形成光，选用集中型中间发电厂方式，用一台网络加速器环将灯源分给数十台光刻技术。

知名投资人、Hallid.ai创办人@indigo解释说，FEL先从分子中分离出自由电荷，根据粒子加速器把它加速到接近光速，接着让快速离子束越过由更替磁石构成的变化器。电磁场驱使电子器件沿波浪状途径快速晃动并扩散出无线电波，当很多相关电子器件汇聚运动的时候，发出的光会自己提高，产生剧烈且相对高度聚焦的光线。

通过调整电子能量与磁石间隔，FEL能够精准自动调谐导出光波长，包含芯片生产所需要的13.5纳米技术灯源。

FEL计划方案的好处是零锡环境污染清洁灯源，光学设备消耗非常低，不但能大幅降低补丁更新，根据日本国KEK实验室数据信息，在相同EUV平均功率下其能源消耗还可降到传统式系统软件的四分之一到五分之一。

除此之外，FEL能够精准自动调谐导出光波长，包含芯片生产所需要的13.5纳米技术灯源。本质上未来可以无缝拼接拓展至6.x纳米技术乃至更短的光波长。

indigo将这一解决方法概括为“用第一性原理重新定位光刻技术”。

这类架构设计方面的转型更为压根。是把光成了像水电费一样的基础设施。Terafab效果图渲染里的环状网络加速器，恰好是将光量子集中化造成并各尽所能给厂区曝出机器的中间核心区。

2015年上下，ASML也深层次评定过网络加速器灯源，但最终因为网络加速器体积庞大、工业型持续运行可靠性要求很高且前期投入较大，选了风险性变低、比较容易模块化的等离子辐射源灯源路经。

新成立公司xLight等同样在推动集中型FEL灯源的市场化，目的在于2028年出空天飞机，但始终未有公司成功交货工业型系统软件。

中国也在探索相近“光刻技术加工厂”计划方案，根据灯源加工厂形成EUV光线，输送给附近数十条光刻技术曝出工序同时工作。

Terafab之所以敢下注FEL，实质来源于庞大生产能力要求。

在设计年产量1太瓦计算水平的世界级尺寸下，分散型锡等离子计划方案昂贵的维护成本与极大能源消耗将承受不住，而FEL本来昂贵原始资金投入则会被极大幅度地稀释液，进而从一个高危替代选择转化成具有经济合理性的挑选。

02 退伍发电厂满血复活

Terafab的核心开店选址坐落于得州格莱姆斯县吉本斯溪，旧址是一座于2019年退役火电站，旧发电厂周边的吉本斯溪水利枢纽几十年来一直用以燃煤机组的冷却，埃隆马斯克精英团队重视的恰好是独特的基础设施建设遗址。

Terafab整体规划利用该水利枢纽收集雨水与地下水并在现场回收利用，相互配合配建在现场进行废水处理设施，完成水源的闭环运行，完全防止提取本地地表水。

在能源资源上，Terafab实施了完全脱离得州公共性电网系统单独计划方案，通过直接修建单独在现场进行天燃气发电站自主供电系统，既可以完全防止外界电压波动对芯片加工生产制造持续性的危害，也规避了对本地居民用电量冲击。

由来：SpaceX官方网站

整个项目的规模打破了公共建筑记录。

埃隆马斯克转发的尺寸对比图显示，Terafab竣工后面积无疑是五角大楼的50倍，裙楼全长约2.5公里。它是由四座巨型建筑构成，将逻辑芯片生产制造、内存芯片生产制造、先进封装和验证全过程集中化在同一个房顶下，突破了传统半导体业分布在好几家供应商布局。

依据SpaceX的备案文件，项目整体基本建设对话框将近11年（自2026年至2037年），分成两期持续推进，大批量生产预计2029年打开。

在资金投入领域，第一期168亿美金资产由SpaceX与特斯拉协同注资，长期项目总投资整体规划可能高达1190亿美金，除此之外得区政府还可通过企业基金（TEF）带来了约3000万美元拨付。

在各级合作与税务安排一下，第一期项目将雇佣最少3000人，在其中60%至80%预估从格莱姆斯县及附近的阿布迪索斯县征募。

税款协议书表明，新项目享有约78%的减免税费。作为补偿，SpaceX与特斯拉承诺在35年之内每年向格莱姆斯县固定不动付款2000万美金，总额约7.1亿美金。现阶段第一笔1000万美金账款已提前银行电汇及时，约等同于某县全年度房地产税收入40%。

值得关注的是，在格莱姆斯县超大产业园区开工前，一个关键的前置“种籽新项目”早已在特斯拉得州超级工厂北产业园区开工。

这是一座投资约30亿美元科学研究用试生产芯片加工，紧紧围绕intel全新生产工艺创建，预计明年竣工，它将成为Terafab的技术验证线，不用等超大产业园区全方位峻工，就可以优先对芯片工艺秘方进行检测与认证。

03 埃隆马斯克要“一挑三”

Terafab的设计逻辑，是把tsmc、美光科技和英伟达显卡的功效集成到同一屋檐下。

在传统AI芯片加工链条中，设计方案、时序逻辑电路生产制造、内存芯片生产制造、封装形式和掩膜版制做通常分布在不同公司或地区，一次加工工艺改动可能还需要在多家经销商中间亲身经历数月的再次确认。Terafab将这些环节集中精力，让设计方案、生产制造、存放、封装形式和验证的技术人员在同一个设备内即时合作。

这类垂直整合方式，特斯拉汽车先前已经在得州超级工厂的汽车装配线上实践活动过，锻造、喷涂与装配工艺密切邻近，现如今仅仅将整合目标从汽车改成了单晶硅片。

产品系列精确相匹配三项项目需求，并流入三个终端设备主要用途。

第一项是特斯拉硬件配置，AI5处理芯片专门用来特斯拉汽车全自动驾驶（FSD）和Optimus仿生机器人，是一款功能损耗很低的推理芯片。设计已于今年春季芯片加工，硅试品预计明年晚点时期产出率，大规模量产定在了2027年。

由来：Brighter with Herbert短视频

埃隆马斯克曾以“生命攸关”来形容了把AI5做正确的迫切性。

对于Optimus大规模量产与更超重型AI工作负载后续处理芯片AI6，总体目标芯片加工时间是在在今年的12月，打算在2027年后半年批量生产，而三星今年夏天已因此签订了165亿美金市场供应协议书。

AI5与AI6处理芯片今后将全方位安装于Cybercab无人驾驶汽车与Optimus智能机器人。

第二项是路面大数据中心，融合xAI之后的SpaceX现阶段运营着约1.4吉瓦的计算水平，预计年底做到2吉瓦，到2027年提升到约10吉瓦。Terafab生产出来的处理芯片将为他们提供独立硬件配置支撑点，逐渐降低对外界通用性GPU代工的依靠。

由来：Brighter with Herbert短视频

第三项是外太空计算与StarMind（星智）AI通讯卫星。SpaceX正和英伟达显卡协作，为StarMind
AI 1通讯卫星设计方案大数据中心级别外太空计算载荷，融合D3结构加固型处理芯片及其英伟达显卡硬件配置，预计于2027年初次发送。

D3处理芯片是一款通过防辐射和极端环境转变加固的外太空处理芯片，用以SpaceX的外太空大数据中心。

有关生产能力分派，埃隆马斯克做了“十分粗略的猜想”：将来Terafab约25%的AI测算产出率将分给特斯拉汽车Optimus等硬件，约75%用以外太空AI领域与航天飞机。

Terafab的重要性与迫切性，刚好是来自于三星的“脱队”。

数据显示AI5批量生产延长至2027年的部分原因，恰好是三星2纳米芯片在今年的遭遇到了延迟时间，依靠外界代工企业代表着传承另一方时间表风险性。

生产能力乃是更深刻的短板，特斯拉汽车总体目标每一年生产制造数百万台Optimus与Cybercab，每台设备都要处理芯片，埃隆马斯克分辨地球上的并没有任何一家代工企业有充足的剩余产能可以出售。

04 梦想与现实之间的距离

Terafab的计划彰显了很强的发展战略创新性，却也务必清醒地看到所面临的巨大工程考验。

在落地层次上，168亿美金的首期资产、得州科学研究芯片加工施工、税款协议的签署及其银行电汇资产到账均已落实，intel技术支持与三星的短期代工生产确保也保证了最近路线推动。

可是在待检验的层次上，考验依然严峻。关键在于FEL现代化的不确定因素，粒子加速器在实验环境和在全天高韧性工业化生产条件下的稳定性彻底是两个概念，束流的所有细微起伏都会直接影响到单晶硅片合格率，先前半导体业没有选择该路经恰好是受限于此。

其次芯片加工经营的极高门槛，先进制程的成品率提高取决于数十年积累下来的外部经济加工工艺小细节，即使是intel等其他大佬在先进制程推动上都曾亲身经历悠长曲折，一家此前从未经营过芯片加工的企业能不能在短期内超越这一技术差距还需观查。

最后就是巨大开发周期的兑付难度系数，11年基本建设跨距与1太w的宏伟总体目标，代表着项目将在长期周期内应对技术升级、宏观经济政策变化及地区合规管理等诸多磨练。

但是，不管1太瓦的最终壮志什么时候详细完成，只需特斯拉超级加工厂里的科学研究芯片加工可在来年按期竣工并跑通AI5与AI6的设计和制造，Terafab就足够在一定程度上改变埃隆马斯克集团旗下公司硬件管理权。

短期内，这可以看作一场关于处理芯片产能的稳价对策。而经常看，FEL计划方案现代化落地式，就把变成一项针对半导体设备架构技术性重新构建。

因此，说埃隆马斯克“爆改”芯片工厂，也比较符合客观条件。