佳能公司的半导体机械部主管岩本和德称,佳能公司的纳米压印工艺能够制造出2 nm制程的晶片,而其制造成本则只有普通微影机的一半。岩本和德发表上述言论的四天前,荷兰半导体厂商 ASML宣布,其已经将世界上第一套高数值孔径 EUV (High Digital Aperture) EUV (EUV)光刻技术提供给英特尔,并将其应用于2 nm及以后的芯片制作中。
佳能紧跟其后,也是有意在气势上和 ASML拉开距离。佳能公司总裁御手洗富士夫说,奈米冲压工艺可以让较小的半导体厂商能够制造出更高级的晶片,让制造高级晶片不只是几家半导体厂商的专利。但谁敢用,谁就会用,佳能现在就需要一个有代表性的客户。
光刻机的两大技术之争
虽然都是2 nm,但 ASML和佳能在这一点上却走上了两条截然不同的发展道路。
自从美国德克萨斯公司于1958年采用光刻工艺研制出世界上最早的平板集成电路以来,光刻技术已支持了半导体行业60多年。ASML是世界上最大的光刻机公司,凭借着雄厚的技术基础和长期的发展经验,率先研发出了超高数值孔径 EUV (High NA)光刻机,通过提高光刻机的数值孔径,提高加工精度、性能和稳定性,推动光刻技术向2纳米及更低工艺领域的发展。
佳能走上了另外一条路,他们试图用纳米压印的方法来制作2 nm的晶片。岩本一德道:「奈米压印光刻,就是在一片晶片上,印上一层半导体电路,一次压印,便可在适当的地方,制作出复杂的2- D及3- D电路,如果加以改良,则可制造出2 nm以上的电路。」
《纳米压印光刻工艺及其制造设备》
更准确地说,与光刻这种常规的“投影”方式不同,纳米压印与“印刷”的方式更加相似。其中,纳米压印技术由图形压印和图形转印两部分组成,首先在掩膜板上刻蚀数奈米大小的电路,然后将光刻胶印制在晶片上,然后利用热压、紫外光等工艺将其固化,从而实现更高级、更高性能的晶片的制作。佳能公司的纳米压印技术可以印刷14 nm以下的图形,并在此基础上进一步完善,最终达到与2 nm制程相对应的10 nm电路图形。
因为纳米压印只是取代光刻,而且可以与刻蚀、薄膜沉积等其它芯片制作过程相兼容,所以只要引入一台更小型的纳米压印设备,便可直接与已有工业接轨,不仅可以减少设备成本,减少能源消耗,提升研究效率,同时也可以减少芯片生产商对于 EUV光刻机的依赖。
纳米压印技术的优点尚待检验
毫无疑问,2纳米制程制程制程技术的突破,将为全球晶片厂商间的激烈竞争,增加新变数。在高端集成电路制造装备之争中,纳米压印是否可以作为 EUV光刻“平替”,尚需检验。
其实,早在2014年,佳能就开始大举进军纳米压印领域,并收购了专注于纳米压印基本技术的分子光学公司。据悉,公司之前也尝试过采用纳米压印的方法来实现32 nm的逻辑结点,但是受到生产效率、资金以及良率的限制,目前的进展并不理想。在佳能公司完成并购之后,他们联合了自己的透镜技术和分子图像公司的曝光技术,并且和日本的记忆晶片生产商科克斯公司进行了十多年的合作,进行了将近十年的研究。在2023年十月,佳能公司正式发布了一款可生产高品质晶片的奈米印刷装置FPA-1200NZ2C。
但是,现实却很“骨感”。从前端设计到后端生产,再到封装测试,整个半导体行业都是相互关联的。在生产装备的上游,各种原料如光刻胶都要进行严格的匹配,并进行长时间的调试;在整个产业链的下游,设备制造商还需要和晶圆代工厂一起进行试错、磨合。对于佳能来说,下一步的发展,一个重要的问题就是它是否能够获得产业链上、下游的认证与认同。
“半导体行业是一条很长的产业链,如果只有一种光刻工艺,那就只能靠我们自己去摸索了。”罗国昭在接受《中国电子报》采访时表示:“在先进工艺下,光刻工艺的多重曝光与精确定位始终是一个难点。尽管佳能的纳米压印法可以从原理上解决聚焦、绕射偏移等难题,且具备一次成形的优点,然而,上述理论上的优势是否能够应用于实际制造,仍需拭目以待。”
有几个人敢用?有几个人知道怎么用?这是一个难题
在2纳米芯片生产设备的竞争中,佳能一直在寻找机会,试图开辟出一条新的道路,但是,要想成为一家真正的大公司,还需要得到市场的认同。罗国昭认为,现在佳能公司的科技水平很高,但最终的结果并不理想,要么是因为没有市场,要么是因为没有一个完整的产业链,所以才会出现这种情况。
用户,是佳能目前迫切需要突破的纳米压印技术。“这十多年来, ASML之所以能够迅速发展起来,就是因为其业务模式,而 ASML的大客户,三星,英特尔,台积电等,都是其大股东。这样一来, ASML公司的产品就可以第一时间投入使用,而客户也会给予 ASML相应的技术支援,从而在高端的半导体行业中, ASML占据了绝对的优势。”罗国昭补充道:“佳能的纳米印刷技术,已经证明了它的实力,但真正的难点,还是要看谁敢用,谁会用,佳能现在迫切需要一个有代表性的客户。”
佳能执行长御手洗富士夫说,他们的新型奈米印刷技术,可以让较小的半导体厂商能够制造高级晶片,让高端晶片的制造,不再只是几家半导体厂商的专利。这可能是一条和 ASML不同的道路。
假如奈米压印可以成为“宜室宜家”的先进制程,将对晶片代工产业的市场结构与晶片科技创新的步调,造成重大的冲击。不过,要实现这个目标,佳能仍有许多问题需要克服。
还在理论基础阶段吧
跟我们无关,自己走吧
再好的民用技术,没有市场的“捧哏”,你也真难“逗”的起来![鼓掌]
牛逼呀,咱们什么时候可以有
我们不帮试用,玩好了就禁了,还是自研光刻机
佳能可以先卖给asml,让他们来打开市场
抵制[哭哭]
都是高科技公司啊,不靠房地产就是好。