你可能会问,半导体材料有什么好说的呢?不就是一些晶圆、气体、液体之类的东西吗?其实不然,半导体材料是半导体制造工艺的核心基础,是决定半导体性能的关键因素之一。没有好的材料,就没有好的芯片,就没有好的产品,就没有好的市场。

最近,半导体产业链相继大爆发。先是荷兰ASML和日本佳能相继官宣2nm制造设备的最新进展,让全球半导体制造厂商为之振奋。紧接着,全球众多半导体制造材料厂商纷纷表示:未来十年,半导体制造材料领域将迎来“黄金时代”。

打破光刻技术垄断格局

日本为了重新站上半导体制造领域霸主地位。中国面对以美国为首的西方半导体强国的限制,当下在先进制程方面发展举步维艰,我国希望另辟蹊径绕过光刻机这一成熟技术,采用其他技术提升芯片制程。

当下,中国、日本两大半导体强国希望打破intel、三星、台积电和ASML利益集团,换道超车,重塑世界半导体版图。首先要击碎现有EUV光刻机独霸天下的局面,寻找EUV光刻机替代技术。从当下来看,纳米压印技术日益成熟,大有冲击EUV光刻机一家独大的局面,围绕纳米压印技术新的利益集团或现雏形。

目前纳米压印在半导体制程中应用最常见的应用领域就是LED芯片的PSS图形化制作,过去行业内PSS的环节制作过程是涂胶-曝光-显影(光刻胶),这里面需要使用光刻机,使用纳米压印技术的流程是:涂胶-纳米压印(UV胶)完成,省去曝光(光刻)机的采购。

兆驰股份是所有LED芯片厂中,唯一的不用光刻机做PSS,完全用纳米压印做PSS的厂商,其效果也非常明显,兆驰的PSS图形化成本能比别家便宜30%左右甚至更多,这也是兆驰全产业链布局节省成本提高利润率中非常重要的一环。

目前来看,LED芯片产业为了学习兆驰节省成本,在PSS制作环节使用纳米压印去替代光刻确实也是一个行业趋势。

国内其他的企业也不甘落后,华为旗下的天仁微纳已经实现了高精度的纳米压印设备量产,展现了中国厂商在这一领域的强大潜力。

美光将首先采用佳能纳米压印光刻机

美光日前举办演讲,介绍纳米压印技术用于DRAM生产的细节。美光阐述了DRAM制程和浸润式曝光解析度的问题,通过Chop层数不断增加,必须增加更多曝光步骤,以取出密集存储阵列周围的虚置结构。

由于光学系统特性,DRAM层图案很难用光学曝光图案,纳米压印可实现更精细的图案,且成本是浸润式光刻的20%,成为较佳的解决方案。但纳米压印并不能在存储器生产所有阶段取代传统光刻,两者并非纯粹竞争关系,但至少可以降低部分技术操作成本。

佳能于2023年10月推出新型FPA-1200NZ2C纳米压印光刻机,可将电路图案直接印在晶圆上,佳能强调了该设备的低成本和低功耗,其前景成为行业争论的话题。

佳能半导体设备业务部长Iwamoto Kazunori在解释纳米压印技术时表示,纳米压印技术就是把刻有半导体电路图的掩模压印到晶圆上。在晶圆上只压印一次,就可以在合适的位置形成复杂的2D或3D电路。如果改进掩模,甚至可以生产电路线宽达到2nm节点的产品。目前,佳能的纳米压印技术使图案的最小线宽对应5nm节点逻辑半导体。

佳能表示,FPA-1200NZ2C纳米压印光刻机将在2024年至2025年出货。

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