EUV光刻机的死对头出现了！才实现了5nm量产，又将冲刺2nm芯片

今日新闻 2025年11月04日 19:42 3 admin

芯片这东西，说白了就是现代科技的核心，手机电脑到汽车飞机，全靠它来驱动。可这玩意儿的生产，一直被少数几家公司把控，尤其是荷兰的ASML，他们的极紫外光刻机几乎垄断了高端市场，设备一台顶得上好几栋楼的钱，还得排队等货。结果，日本的佳能突然杀出来，搞了个纳米压印技术，直接对标ASML的EUV，声称成本低、能耗少，还能干到5nm级别，甚至瞄准2nm。这事儿从2023年开始闹腾，到现在2025年了，还在持续发酵。

佳能不是新手，他们从2004年就钻研这个，起初是实验室小打小闹，测试模板怎么压图案到硅片上，避免变形和缺陷。那个时候，行业里大家还觉得压印太原始，不如光刻靠谱。可佳能没放弃，2008年他们弄出第一台原型机，能处理50nm线宽的简单图案，主要用于内部验证。接着，2014年他们大手笔收购了美国的Molecular Imprints公司，拿到了一堆专利，尤其是喷射式涂布系统，这让设备更高效，能均匀地把树脂喷到晶圆上。

收购后，佳能团队在日本工厂建了测试线，模拟真实生产环境，跑了上千小时的数据，优化压印力和对准精度。到了2017年，设备升级，能搞定20nm图案了，他们用红外传感器实时监控模板位置，偏差控制在1nm以内。这步步推进，不是一蹴而就。2020年疫情闹得厉害，佳能也没闲着，远程协作调参数，重点解决树脂里的气泡问题，因为气泡一多，图案就容易缺损。2022年，他们内部演示了在300mm晶圆上转移多层结构，比如存储芯片的垂直通道，这让外界开始注意。

终于，2023年10月13日，佳能在东京正式公布FPA-1200NZ2C这款设备，号称能实现最小14nm线宽，相当于5nm逻辑节点。设备的核心是直接用模板压图案到基材上，不走光学路径，所以避开了衍射极限，能忠实复制复杂形状。佳能说，这套系统能源消耗只有EUV的10%，设备价格也只是对方的1/10左右。体积小了30%，安装起来简单，只需标准洁净室。公布那天，行业协会开了专题会，专家比了比缺陷率，压印初期每平方厘米缺陷不到0.1个，还兼容现有生产线，能跟干法刻蚀啥的搭配。市场分析师觉得，这对亚洲的中小芯片厂是福音，因为门槛低了。

佳能计划每年出10到20台，主要卖给内存和逻辑芯片厂商。软件部分支持自动调整压印时间，每片晶圆周期缩到30秒，还带故障诊断，能报模板磨损。媒体报道说，这技术不靠高功率激光，省电又环保。公布后，半导体圈子炸锅了，ASML的股价小跌，因为大家觉得竞争来了。佳能跟大学合作，建培训中心，教操作技巧。2024年初，设备进小规模试产，佳能自家工厂跑了数百小时，收集算法优化数据。树脂选低粘度的，确保流动均匀无空洞。模板表面涂金刚石类材料，耐刮擦，能用几千次。行业会上，佳能秀了跟离子注入机的兼容。

多家企业感兴趣，美国的内存厂商开始评估集成难度，佳能提供定制接口帮忙过渡。2024年中期，他们公布扩展到更小节点，通过精细刻蚀模板。整体看，这事件让芯片制造多了一种选择，降低了入门成本。佳能的野心不小，他们想从边缘市场切入，先拿下内存芯片，再挑战逻辑处理器。缺陷控制是关键，早年压印容易有粒子污染，现在他们用真空腔体防空气干扰。

产量方面，单台每小时处理晶圆数比光刻机少，但成本低，适合批量不大的生产。全球光刻机需求2023年涨了15%，压印分流了部分订单。佳能高管在新闻会上直言，这不是取代EUV，而是补充，尤其在能源紧张的时代。外界评价分两派，一派觉得革命性，另一派说缺陷和产量还需时间验证。总之，这事儿从实验室走到商用，佳能花了20年，步步稳扎稳打。

设备公布后，佳能没闲着，马上跟厂商合作调参数。FPA-1200NZ2C用墨水喷射把树脂精准滴到晶圆指定区，模板压下紫外固化，避免浪费。2023年底，内部测试稳了5nm电路，线宽均匀。2024年3月，美国美光科技引进了样机，控制动态随机存取内存成本，他们改模板布局适配生产线。对准用激光校正到纳米级。佳能透露，能推到2nm，通过升级材质和压力，缩小尺寸。

日本工厂秀了2nm原型，边缘粗糙度1nm以下。高管在研讨会上说，压印绕波长限，能复制立体结构如鳍式晶体管栅极。进入2025年，佳能建新厂，投资500亿日元，三倍增产NIL系统。9月报道，新宇都宫厂专注先进芯片，推动技术落地。中国企业也盯上这块，开发类似设备绕ASML限制。NIL在3D NAND和光子芯片上潜力大，成本效益高。

2024年9月26日，佳能把首台FPA-1200NZ2C送到美国德克萨斯电子研究所，用于验证和优化。测试显示2nm模拟稳，但气泡缺损需改真空和树脂。2025年，佳能跟供应链推模板标准，满足全球需求。面对ASML竞争，他们加研发预算，目标两年商用。产量瓶颈还在，每小时晶圆少于光刻机。公司继续交付积累经验，让压印成高端选项。到现在，NIL还没大规模量产，但研发活跃，缺陷率降了，适合特定领域。未来看，芯片业多样化了，成本降，更多玩家入场。