芯片是當今科技領(lǐng)域最重要的元器件之一，它們廣泛應(yīng)用于智能手機、電腦、人工智能、云計算等各個領(lǐng)域。然而，芯片的制造并不容易，需要使用一種叫做光刻的技術(shù)，通過使用特殊的光源和鏡頭在硅片上刻畫出微小的電路圖案。

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(jīng)是光刻設(shè)備的領(lǐng)導者之一。12月25日消息，據(jù)媒體報道，佳能高管在接受采訪時表示，納米壓印技術(shù)甚至可以生產(chǎn)電路線寬為2納米的產(chǎn)品，并且該業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)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(chǎn)電路線寬為2納米的產(chǎn)品。

從2017年左右開始，佳能就與鎧俠和大日本印刷3家持續(xù)進行合作開發(fā)，“目前量產(chǎn)用途的實用化已有眉目，我認為可以面向客戶銷售?！蓖瑫r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(shè)備需要龐大成本，作為替代措施的納米壓印備就備受期待?！?br style="white-space: normal; color: rgb(102, 102, 102); font-family: 宋體; font-size: 12px;"/>

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(fā)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(jīng)提出，但遲遲未能商業(yè)化。現(xiàn)在之所以被重新提出，是因為當芯片越做越小，已經(jīng)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(xiàn)象，會導致曝光圖形失真。

根據(jù)佳能官網(wǎng)的數(shù)據(jù)，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(yīng)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(shù)優(yōu)勢

在這種背景下，新興的納米壓印技術(shù)受到關(guān)注。該技術(shù)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(tǒng)。

佳能最近推出的工業(yè)化壓印設(shè)備FPA-1200NZ2C，實現(xiàn)了這一技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用。相比光刻機，這種設(shè)備更簡單、成本更低，還可以節(jié)約90%的電力。這可能成為芯片制造的一大革命。

這種技術(shù)可以實現(xiàn)5納米級別的芯片制造，這種技術(shù)與傳統(tǒng)的光刻技術(shù)相比，具有成本優(yōu)勢，例如能降低40%制造成本，并使耗電量減少90%。隨著技術(shù)的持續(xù)進步和優(yōu)化，其設(shè)備將有望實現(xiàn)下一代2納米的生產(chǎn)水平。這種技術(shù)由于其新穎性，它不太可能被現(xiàn)有的貿(mào)易限制明確禁止。一旦納米壓印技術(shù)成熟并得到驗證，其巨大的成本優(yōu)勢將對光刻機市場形成沖擊。


3、中國企業(yè)正在搶抓納米壓印機遇

中國企業(yè)已經(jīng)開始行動，搶占這一新興技術(shù)制高點。

比如蘇大維格、美迪凱等國內(nèi)設(shè)備企業(yè)，都已啟動了納米壓印技術(shù)的研發(fā)工作。這些企業(yè)雖起點較晚，但并非完全沒有基礎(chǔ)。

在 Observatory 行業(yè)發(fā)展趨勢，順應(yīng)技術(shù)演進方向，中國企業(yè)也有機會成為這一領(lǐng)域的后來居上。

更重要的是，這種新技術(shù)為中國突破長期以來的芯片制造技術(shù)壁壘提供了契機。我們可以借助這一東風，重啟自主創(chuàng)新，實現(xiàn)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(shù)已在產(chǎn)業(yè)中得到廣泛商業(yè)化應(yīng)用，市場格局和生態(tài)已日趨成熟。新技術(shù)能否完全顛覆其地位，還有待觀察。

具體來說，我們需要關(guān)注幾點：首先是成本優(yōu)勢能否長期持續(xù)；其次是產(chǎn)量是否能夠快速提升；最后是產(chǎn)品質(zhì)量是否能穩(wěn)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(shù)兩個方向上同步發(fā)力，保持開放態(tài)度，才能為芯片制造業(yè)贏得更大發(fā)展空間。