日本芯片新技术崛起,或将对ASML的市场霸主地位产生威胁
在芯片生产中,有一种非常关键的光刻技术,那就是将数以亿万计的晶体管,暴露在晶片的表层,再用刻蚀技术,将其切割成一块块的电路。不过这台光刻机器价格不菲,制作困难,而且目前只有ASML才有这种高端的EUV光刻机器。
日本走出一条路,在新的奈米压印技术上取得了突破性进展,工艺水平达到了10nm水平。这是什么技术?它能代替光刻吗?
日本在新的晶片科技上取得重大进展
ASML垄断了最高级的光刻设备,EUV级的最高级光刻设备,都是有钱都买不到,所以才会被其他晶圆厂争相抢夺。EUV的光刻技术再先进,也有不少的缺陷。
首先,ASML公司必须遵守相关规定,无法随心所欲地生产EUV光刻机。其次,EUV光刻设备耗能极大,成本极高,哪怕是资本密集型的晶圆产业,也没几家公司负担得起。除此之外,还会出现一些问题,比如使用方便度,以及后期的维修保养等。
如果没有EUV光刻技术,5nm等高端芯片,想要在这个领域站稳脚跟,几乎是不可能的事情。那么,如果有一种更便宜、更容易操作、更强大的生产装置,在市场上会发生什么呢?居然真的有人开始研究,并且成功了。
据报道,东京科技大学的研究人员,在纳米压印技术方面,已经有了突破性的进展,他们成功地制作出了10nm精度小于10nm的纳米压印。
这是什么技术上的突破?想要理解这种技术上的突破性进展,首先要弄清楚它的工作原理。
“纳米压印”的原理很简单,从光刻的角度来看,就能看出,光刻机是用激光照射,将晶片的线条,精确到纳米级。而极紫外光的波段则是13.5纳米,可以将数十亿个半导体器件暴露在指甲缝中。
这个工艺很复杂,而且还得用到光刻胶和各种仪器和材料。
但有了纳米压印技术,就不需要使用光掩板了,而是直接将电路复刻在纳米压印机上,再将电路复制到硅片上。简单来说,就是用光刻机进行曝光,用纳米压印进行“盖章”。
而日本的铠侠公司,则是在一年前,就开始研究15nm的制程工艺。而如今,日本的研究人员又取得了新的进展,成功地将10nm工艺应用到了纳米压印上。
具体来说,东京科学大学此次的研究成果,可以将光刻胶的解析度,提升到10纳米以内,解析度更高,更容易印刷出更精致的晶片。10nm并不是他们的极限,7nm、5nm都是他们的极限。
奈米压印可以取代光刻?
人类对半导体的研究已经超过了半个多世纪,从最初的发明了集成电路和晶体管,到利用微米技术制造出了一块芯片,再到现在利用EUV光刻机来完成了5nm和4nm等高端芯片的量产。
十年前,很少有人会想到,一个人能将数以百万计的半导体器件,装进一枚指甲那么小的芯片里。
即便5纳米、4纳米等高端晶圆都能批量生产,但在这方面,人类也从未停止过对晶圆的研究。能够制造出一块晶圆的东西,或许不仅仅只有一台光刻机器,还有一条新的道路,那就是纳米压印技术,现在已经开始从理论发展到实际应用,甚至可以说是日积月累,日积月累。
等到那个时间点到来,再加上一台可以用来制造纳米压印的仪器,ASML公司的日子就真的要“终结”了。ASML自豪的极紫外光刻设备可能将不再是独一无二的。
不过,到现在为止,这种纳米压印技术也只是停留在理论层面上,并不能大规模生产。在这种情况下,所有的推测都只是一种可能。奈米压印技术是否可以取代光刻技术?
对此,有两派观点,一派持肯定态度,因为奈米压印技术,可以像光刻机那样,复制出一块电路。另外,采用纳米压印工艺所需的仪器,也要比EUV光刻节省10%左右的功耗。因此,奈米压印技术可以取代光刻技术。
还有一种看法是不可能的,他们也有自己的看法,他们认为,纳米印刷技术不能跟光刻机相比,因为光刻机可以制造出一块三维多层的芯片,而纳米印刷技术却只能制造出一块一块的平面,根本不可能制造出数百亿个晶体管。
两种说法各有各的说法,但是无论怎么说,在目前阶段,奈米印刷与制版技术的发展,都仅仅是对奈米印刷与制版技术发展方向的一种推测。还有一种可能,就是将纳米印刷技术和光刻技术结合在一起,然后根据自己的需要,采用一种新的技术。
因为奈米印刷和光刻印刷是两个完全不同的技术,两者之间的优势和缺点也是天差地别,很难被取代。因此,对于芯片制造业来说,寻找一条新的道路并不是什么坏事。
光刻机经过数十年的发展,已经凝聚了世界顶尖的技术实力,而ASML能做出EUV型的EUV光刻机,更是得到了世界上数百家科研单位、数十个国家的大力扶持。这关系到数十亿美元的半导体产业,想要取代是不可能的。
但新的技术,却是一个很好的研究方向。EUV光刻机的发展,总有一天会遇到瓶颈,而突破摩尔定律的方法,或许就是通过各种革新技术来实现的。
您如何看待奈米印刷术的未来?请在下面评论和大家一起分享。
领取专属 10元无门槛券
私享最新 技术干货