近日,佳能公司宣布將首次供應(yīng)下一代半導(dǎo)體制造設(shè)備,標(biāo)志著其在納米壓印技術(shù)商業(yè)化方面取得重大突破。這批設(shè)備將于2024年10月交付給美國的“得克薩斯州電子研究所”,一個由得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校支持的政企合作組織,包括英特爾等知名半導(dǎo)體企業(yè)。該設(shè)備的引入將用于尖端半導(dǎo)體的研發(fā)和生產(chǎn),旨在推動美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
納米壓印技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用
佳能的這款設(shè)備采用了自主研發(fā)的“納米壓印”(Nano-imprint)技術(shù),與傳統(tǒng)使用強(qiáng)光和光刻膠的光刻方法不同,納米壓印通過將刻有電路圖案的模具直接壓印到晶圓上,實(shí)現(xiàn)電路的精確復(fù)制。這種方法類似于印章蓋印,能夠在一次壓印中形成復(fù)雜的二維或三維電路圖案。
該技術(shù)的優(yōu)勢在于設(shè)備結(jié)構(gòu)相對簡單,不需要復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)和多組鏡頭,因而大幅降低了耗電量。據(jù)佳能透露,納米壓印設(shè)備的耗電量僅為傳統(tǒng)光刻方法的十分之一。此外,設(shè)備成本也相對較低,可以以更經(jīng)濟(jì)的方式實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體的微細(xì)化生產(chǎn)。
助力先進(jìn)制程,實(shí)現(xiàn)更精細(xì)線寬
佳能表示,這款納米壓印設(shè)備兼容制造尖端邏輯半導(dǎo)體所需的精細(xì)線寬。通過改進(jìn)模具,設(shè)備有潛力實(shí)現(xiàn)2納米級別的電路線寬。這對于當(dāng)前追求更小、更高效芯片的半導(dǎo)體行業(yè)而言,具有重要意義。
在接受采訪時,佳能光學(xué)設(shè)備事業(yè)本部副事業(yè)本部長巖本和德表示:“我們的目標(biāo)是在三到五年內(nèi)每年銷售十幾臺?!彼€提到,納米壓印技術(shù)的獨(dú)特性在于能夠一次性形成三維電路,這在生產(chǎn)需要微細(xì)化到幾十納米的超透鏡(Metalens)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
與合作伙伴共同推動技術(shù)發(fā)展
佳能自2014年開始正式研發(fā)納米壓印技術(shù),并于2023年10月開始銷售相關(guān)設(shè)備。此次供貨是佳能在宣布上市后的首次出貨,標(biāo)志著該技術(shù)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。
在研發(fā)過程中,佳能與鎧俠株式會社(KIOXIA Corporation,前身為東芝存儲器)和大日本印刷公司密切合作。鎧俠在其四日市工廠等地驗(yàn)證了該設(shè)備在閃存生產(chǎn)中的應(yīng)用,而大日本印刷則負(fù)責(zé)生產(chǎn)刻有電路圖案的模具。三家公司共同推進(jìn)了納米壓印技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。
巖本和德表示,除了現(xiàn)有的合作伙伴,佳能還計(jì)劃與更多從事納米壓印開發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)合作,進(jìn)一步擴(kuò)大生態(tài)系統(tǒng)。他強(qiáng)調(diào),全球范圍內(nèi),佳能是唯一一家在半導(dǎo)體光刻領(lǐng)域開展納米壓印設(shè)備業(yè)務(wù)的公司,行業(yè)準(zhǔn)入門檻較高。
降低成本,提升研發(fā)便利性
納米壓印技術(shù)不僅在性能上具有優(yōu)勢,還能夠顯著降低生產(chǎn)成本。巖本和德指出,根據(jù)不同條件估算,每次光刻工序的成本有時可降低至傳統(tǒng)光刻設(shè)備的一半。此外,由于設(shè)備規(guī)模較小,對于研發(fā)等用途的客戶而言,更容易引進(jìn)和部署。
這種成本和規(guī)模上的優(yōu)勢,使得納米壓印技術(shù)在半導(dǎo)體制造領(lǐng)域具備了強(qiáng)大的競爭力,特別是在當(dāng)前全球半導(dǎo)體行業(yè)面臨微細(xì)化和成本控制雙重挑戰(zhàn)的背景下。
展望未來,開拓廣闊市場
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,對更精細(xì)線寬和更復(fù)雜電路的需求日益增長。納米壓印技術(shù)的成熟和商業(yè)化應(yīng)用,將為半導(dǎo)體制造提供新的解決方案。佳能計(jì)劃在未來三到五年內(nèi),實(shí)現(xiàn)每年銷售十幾臺設(shè)備的目標(biāo),以滿足市場需求。
同時,佳能也在積極拓展納米壓印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。除了傳統(tǒng)的邏輯芯片制造,該技術(shù)在生產(chǎn)超透鏡、光學(xué)器件等需要高度微細(xì)化的領(lǐng)域也具有潛力。
巖本和德表示,納米壓印技術(shù)的難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)高精度的圖案重疊,這需要在晶圓上準(zhǔn)確定位模具。佳能利用在傳統(tǒng)光刻設(shè)備中積累的測量技術(shù),成功克服了這一挑戰(zhàn),確保了設(shè)備的可靠性和精度。
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