Podle zprávy z americké technologické agentury SemiAnalysis se technologie nanoimprint lithografie společnosti Canon považuje za potenciální konkurenci, nebo dokonce alternativu k EUV (extrémní ultrafialové) strojům na mezinárodním trhu polovodičů. Tato technologie by mohla být klíčová pro průlom čínských čipů.
Možnosti a výhody nanoimprint lithografie
Analýzy naznačují, že nanoimprint lithografie by mohla dosáhnout nebo dokonce překonat rozlišení exponace EUV a výrobní náklady zařízení by byly výrazně nižší než náklady na EUV stroje. Je rovněž důležité zmínit, že na rozdíl od amerických exportních kontrol zaměřených na některé polovodičové zařízení z Japonska, nanoimprint zařízení zůstávají přístupné pro export.
Čínští analytici zdůrazňují, že pokud budou čínské firmy čelit limitům v pokroku v oblasti EUV technologie, spolupráce se společností Canon na použití nanoimprintu pro výrobu čipů představuje životaschopnou technologickou cestu.
Výzvy nanoimprint lithografie
Přesto se nanoimprint lithografie potýká s řadou výzev. Ty zahrnují opotřebení dílů, přesnost zarovnání vícevrstvých vzorů a problémy s výtěžností pokročilých logických čipů.
Technologický proces nanoimprint lithografie
Nanoimprint lithografie a optická litografie sdílejí stejný základní koncept: přenášení vzorů z masky na wafere. Proces zahrnuje vícestupňové vrstvení vzorování, následné leptání a depozici, což nakonec vede k výrobě čipů a jejich balení.
Hlavní rozdíl spočívá v tom, že optická litografie se spoléhá na rychlé skenování pomocí světelných zdrojů, zatímco nanoimprint využívá specifické „razítko“ pro mechanické tisky.
Historie a komercializace technologie
Nanoimprint lithografie byla poprvé navržena čínským vědcem Zhu Yu na Princeton University v roce 1995 a v roce 2001 byla zavedena do komerční sféry, kdy ji začala používat společnost Molecular Imprints Inc. V roce 2014 Canon odkoupil tuto společnost a v úzké spolupráci s japonskou printingovou společností a dalšími subjekty začal vyvíjet technologii nanoimprint pro výrobu čipů.
Globální konkurence v oblasti litografických zařízení
Trh litografických zařízení pro polovodiče je nyní dominován třemi hlavními hráči: ASML, Nikon a Canon, přičemž čínské firmy jsou na vzestupu. ASML produkuje stroje DUV a EUV, Nikon převládá v tradiční litografii a Canon drží technologii suchých DUV zařízení a nanoimprint technologií, která je již komercializována.
Současné problémy a výzvy
Přestože Canon dodal nanoimprint zařízení společnosti Axiom a Micron Technology pro výrobu paměťových čipů, tyto struktury mají jednoduchou strukturu a vysokou opakovanou komplexnost, což vyžaduje nižší nároky na masky. Na druhé straně logické čipy zahrnují různé vzory tranzistorů jako CPU, GPU a NPU, což vyžaduje vysokou přesnost masky.
Nanoimprint také čelí technickým výzvám. Například velikost mechanického razítka je velmi malá, podobná průřezu lidského vlasu, a jakýkoli malý defekt během procesu razení může ovlivnit výtěžnost čipu. Kromě toho, zatímco masky pro optickou litografii mohou podpořit až 100 000 wafrů, životnost nanoimprint masky je kratší, což zvyšuje náklady a vývojový čas při hledání nových materiálů, což se stává jedním z omezení v oblasti pokročilé výroby logických čipů.
Rozvoj nanoimprint technologie v Číně
V čínském trhu se společnost Hangzhou Pulin zaměřuje na nanoimprint technologii, její zařízení série PL-SR bude oficiálně předáno zákazníkům v srpnu 2025. Podle Pulin je toto zařízení prvním na čínském trhu, které dosáhlo výroby pokročilých čipů pod 20 nm a nabízí více než 40 různých výrobních materiálů včetně polymerů pro kopírování vzorů a odolných nanoimprint polymerů a vytváří tak kompletní dodavatelský řetězec pro čipy.
Závěr
Ačkoli Canon má významnou technologickou výhodu, čínské firmy nyní investují do tradiční optické litografie a nanoimprint technologie na paralelních cestách. Celkově se nanoimprint lithografie ukazuje jako životaschopná alternativa v případě nedostupnosti EUV zařízení. Nicméně s ohledem na vysoké ztráty a nízkou výtěžnost při výrobě pokročilých logických čipů je stále obtížné nahradit optickou litografii, která zůstává dominantní technologií.
