納米壓印技術震驚全球!佳能全球獨一份!光刻機的克星來了!
佳能是一家以相機和打印機聞名的公司,但它也有著悠久的芯片制造歷史,曾經是光刻設備的領導者之一。12月25日消息,據媒體報道,佳能高管在接受采訪時表示,納米壓印技術甚至可以生產電路線寬為2納米的產品,并且該業務在全球只有佳能才有。它可以繞過EUV光刻,直接將電路圖案壓印到硅片上。
佳能半導體機器業務部長巖本和德稱,納米壓印就是把刻有半導體電路圖的掩膜壓印到晶圓上,壓印1次就可以形成電路,如果改進掩膜,甚至可以生產電路線寬為2納米的產品。
從2017年左右開始,佳能就與鎧俠和大日本印刷3家持續進行合作開發,“目前量產用途的實用化已有眉目,我認為可以面向客戶銷售。”同時其還表示佳能已收到了半導體廠商、大學、研究所的很多咨詢,“由于引進EUV光刻設備需要龐大成本,作為替代措施的納米壓印備就備受期待。”
1、納米壓印的基本原理
光刻機原理
首先,回顧一下光刻的原理,其實就是曝光顯影,把光透過掩膜版照在硅片上的光刻膠涂層上,讓膠體曝光后發生變化(正膠曝光后變軟、負膠曝光后變硬),再用化學溶劑去軟存硬,就把可以把掩膜版上的微觀電路印制到晶圓上。
而納米壓印的原理則簡單粗暴的多,就是機械倒模,它所使用的模板是一個立體的模具,把納米級別的電路圖形直接壓出來。理論上,納米壓印就跟火漆印章,一個道理,直接把電路刻在模具上,然后印上去!就是這么的簡單粗暴!
實際上,納米壓印的概念早在90年代,就已經提出,但遲遲未能商業化。現在之所以被重新提出,是因為當芯片越做越小,已經逼近光刻方案的衍射極限。
光的衍射
光刻的衍射極限:到了納米尺度,光的波動性越來越強,其衍射現象,會導致曝光圖形失真。
根據佳能官網的數據,近期佳能所推出的那款納米壓印機,聲稱可以做到14nm的線寬,對應5nm工藝。如果通過改進模板,甚至能做到10納米線寬,3nm工藝。
2、納米壓印技術優勢
在這種背景下,新興的納米壓印技術受到關注。該技術使用模具,通過施加壓力將納米級圖案“壓印”到芯片材料上。其工藝簡單,不需要復雜的光學系統。
佳能最近推出的工業化壓印設備FPA-1200NZ2C,實現了這一技術的商業化應用。相比光刻機,這種設備更簡單、成本更低,還可以節約90%的電力。這可能成為芯片制造的一大革命。
這種技術可以實現5納米級別的芯片制造,這種技術與傳統的光刻技術相比,具有成本優勢,例如能降低40%制造成本,并使耗電量減少90%。隨著技術的持續進步和優化,其設備將有望實現下一代2納米的生產水平。這種技術由于其新穎性,它不太可能被現有的貿易限制明確禁止。一旦納米壓印技術成熟并得到驗證,其巨大的成本優勢將對光刻機市場形成沖擊。
3、中國企業正在搶抓納米壓印機遇
中國企業已經開始行動,搶占這一新興技術制高點。
比如蘇大維格、美迪凱等國內設備企業,都已啟動了納米壓印技術的研發工作。這些企業雖起點較晚,但并非完全沒有基礎。
在 Observatory 行業發展趨勢,順應技術演進方向,中國企業也有機會成為這一領域的后來居上。
更重要的是,這種新技術為中國突破長期以來的芯片制造技術壁壘提供了契機。我們可以借助這一東風,重啟自主創新,實現芯片制造的自主可控。
但是,我們也要清醒看到,要取代光刻機并非易事。先進光刻機技術已在產業中得到廣泛商業化應用,市場格局和生態已日趨成熟。新技術能否完全顛覆其地位,還有待觀察。
具體來說,我們需要關注幾點:首先是成本優勢能否長期持續;其次是產量是否能夠快速提升;最后是產品質量是否能穩定保證。這需要通過市場檢驗。
因此,盡管抱有希望,我們也需保持理性。
中國需要在光刻機和新技術兩個方向上同步發力,保持開放態度,才能為芯片制造業贏得更大發展空間。
