來源丨創(chuàng)業(yè)邦（ID：ichuangyebang）

作者丨巴里

編輯丨信陵

圖源丨佳能官網(wǎng)

11月6日，據(jù)外媒報道，佳能公司正計劃將其最新納米壓印設備的價格比ASML的光刻機少一位數(shù)，但目前還未決定其最終定價。與此同時，佳能設備所需要的功耗僅為光刻機的十分之一。

據(jù)此前消息，ASML的新旗艦光刻機價值約4億美元（約合28億元人民幣）。其功耗則可能飆升至兩百萬瓦，比當前光刻機的額定耗電量還要高出一倍。

該設備可以用于制造5nm制程芯片，且不是基于光學技術(shù)。不過，佳能首席執(zhí)行官三井藤夫近期表示，“任何超過14nm技術(shù)的出口都是被禁止的，所以我們無法銷售”。

實際上，早在兩年前，華為旗下哈勃投資、中芯國際旗下中芯聚源就已經(jīng)開始投資納米壓印賽道。如今，天仁微納已經(jīng)成為行業(yè)“隱形冠軍”，在納米壓印領域市場占有額超過90%。

日本公司欲“換道超車”

ASML光刻機

眾所周知，目前的芯片制造技術(shù)，幾乎都是以光刻技術(shù)為基礎的。

晶圓廠在制造芯片時，都是先將電路圖刻在光掩膜板上，然后再利用光刻機的光線去照射，最后把這些電路圖投影涂了光刻膠的硅晶圓上，最終形成電路圖。

這其中，光刻機是必不可少的設備，且是單價最高的設備，同時光刻工序耗時最長。

更重要的是，目前光刻機全球就只有4家，分別是ASML、尼康、佳能、上海微電子。當年，尼康、佳能曾在光刻市場一度稱霸，但由于對未來預判的失誤，隨著ASML和臺積電共同研發(fā)的浸沒式光刻機誕生，曾經(jīng)的王者便被遠遠的甩在身后。

如今，浸潤式光刻機，只有尼康、ASML有能力制造，而EUV光刻機只有ASML能制造。尼康和佳能兩家的光刻機主要被用于成熟制程芯片的制造，全球市場份額僅有10%左右，ASML一家則占據(jù)了90%的市場份額，幾乎處于壟斷地位。

ASML卡住了全球芯片廠商的脖子，如何繞開光刻機，采用其它方法改變當前的格局，正在成為大家的共識。

FPA-1200NZ2C紫外納米壓印光刻設備，圖片來源：佳能官網(wǎng)

今年10月，佳能公司宣布推出FPA-1200NZ2C納米壓印半導體制造設備。

據(jù)介紹，佳能的納米壓印光刻（Nano-Imprint Lithography，NIL）技術(shù)可實現(xiàn)最小線寬14nm的圖案化，相當于生產(chǎn)目前最先進的邏輯半導體所需的5nm節(jié)點。此外，隨著掩模技術(shù)的進一步改進，NIL有望實現(xiàn)最小線寬為10nm的電路圖案，相當于2nm節(jié)點。

實際上，納米壓印概念是由華裔科學家周郁（Stephen Chou）教授于1995年首次提出的。

資料顯示，納米壓印是一種微納加工技術(shù)，它采用傳統(tǒng)機械模具微復型原理。簡單來說，傳統(tǒng)的光刻設備通過將電路圖案投影到涂有抗蝕劑的晶圓上來轉(zhuǎn)移電路圖案，而納米壓印光刻造芯片則通過將印有電路圖案的掩模壓印在晶圓上的抗蝕劑上，就像印章蓋在橡皮泥上，然后經(jīng)過脫模就能夠得到一顆芯片。

納米壓印光刻（紫外納米壓印）與光學光刻對比

被ASML遠遠甩在身后的日本企業(yè)將其視為實現(xiàn)逆襲的第一步。如今，日本在納米壓印技術(shù)的產(chǎn)品和研發(fā)都走在了前面。

佳能從2004年開始秘密研發(fā)納米壓印技術(shù)，還收購了美國分子壓印公司，隨后還和東芝一起合作研發(fā)。

2017年起，鎧俠 (KIOXIA）、佳能和大日本印刷三家日本企業(yè)就在鎧俠的四日市工廠（三重縣四日市）啟動了納米壓印的試制設備的運行，還規(guī)劃在2025年將該技術(shù)實用化。

到了2021年，三家企業(yè)在技術(shù)層面拿出了推向?qū)嵱没臅r間表，計劃最早將在2025年使如同蓋章一樣形成電路的“納米壓印”實現(xiàn)實用化。

如今，佳能將納米壓印技術(shù)提前兩年投放市場，也正在建設自己的第一家納米壓印設備工廠，預計將在2025年上線。

從應用范圍來看，納米壓印技術(shù)的適用場景非常廣泛，包括集成電路、存儲、光學、生命科學、能源、環(huán)保、國防等領域。

在佳能開發(fā)人員首藤真一看來，這種納米壓印設備是一種將創(chuàng)造未來的設備。

未來，半導體會變得更精細，不僅會被封裝在智能手機中，未來還會被用作貼紙，比如貼在人體皮膚上或隱形眼鏡上。他相信只有納米壓印方式才能以客戶要求的成本和速度實現(xiàn)這一點。

其中，在芯片領域，納米壓印光刻不僅擅長制造各種集成電路，更擅長制造3D NAND、DRAM 等存儲芯片，與微處理器等邏輯電路相比，存儲制造商具有嚴格的成本限制，且對缺陷要求放寬，納米壓印光刻技術(shù)與之非常契合。

據(jù)DIGITIMES此前消息，SK海力士2023年引進佳能納米壓印設備，正在進行測試與研發(fā)，目標在2025年左右將該設備用于3D NAND量產(chǎn)。

不過，納米壓印雖然仍能銜接最先進的生產(chǎn)工藝要求，但在速度上較光刻機遜色不少。因此，ASML光刻機仍是當今世界最先進的芯片制造機器，也是批量生產(chǎn)快速、節(jié)能芯片的首選設備。

佳能機器更像是為小型芯片生產(chǎn)商提供的選擇，或許不再需要通過臺積電和三星電子等大型代工廠商來制作芯片。而對于這些代工巨頭來說，他們也能夠更容易地生產(chǎn)小批量芯片，從而節(jié)約成本。

可以說，納米壓印技術(shù)的商業(yè)化對于打破芯片制造的壟斷局面有著極為關鍵的作用。

華為、中芯早已入局，投了一位海歸科學家

目前，國內(nèi)上市公司、創(chuàng)業(yè)公司也在加緊布局納米壓印賽道，例如青島天仁微納、蘇州蘇大維格、歌爾股份、蘇州光舵微納、昇印光電、新維度微納、埃眸科技等。

公開信息顯示，最具代表性的就是天仁微納，雖然“年僅8歲”，但已成為納米壓印領域市場占有額超過90%的頭部企業(yè)，華為、海信等企業(yè)，以及很多科研院所，都是他們的用戶。

目前，天仁微納已經(jīng)研發(fā)出了多款高精度紫外納米壓印設備。官網(wǎng)顯示，其納米壓印設備已經(jīng)可以在150/300mm基底面積上實現(xiàn)高精度（優(yōu)于10nm ），也說是說實際精度已經(jīng)達到了10nm級別。

而目前這些設備，也用于DOE、AR\VR衍射光波導（包括斜齒光柵）、線光柵偏振、超透鏡、生物芯片、LED、微透鏡陣列等應用領域的量產(chǎn)。

也因此，天仁微納獲得了投資機構(gòu)的青睞，在不到兩年的時間里完成三筆融資。

2021年，天仁微納完成由中芯聚源獨家戰(zhàn)略投資的數(shù)千萬元A輪融資。同年7月，華為旗下哈勃投資入股天仁微納，持股比例約為5%。2022年9月，天仁微納再次完成工商信息變更，新增前海母基金、深創(chuàng)投、山東財金等股東。

天仁微納的背后，離不開一位海歸科學家出身的行業(yè)老兵——冀然博士。

“一個院子、兩輛車、三層小樓、四口之家、五天工作、六位收入”是冀然以前在德國當研發(fā)工程師時的狀態(tài)。

“帶著一腔熱血、兩門技術(shù)、三國語言、每天四點起床、開車五十分鐘、領著六個人的團隊、每周工作七天、干著別人看來八字沒一撇的事、費盡九牛二虎之力、自己十分快樂”，這是從2015年回國，冀然創(chuàng)業(yè)后的狀態(tài)。

冀然和他研發(fā)的產(chǎn)品，圖源：青島日報

時間來到2000年，畢業(yè)于北京科技大學的冀然選擇出國留學，分別在德國亞琛工業(yè)大學和德國馬普微結(jié)構(gòu)物理研究所，獲得碩士和博士學位，曾師從歐洲納米壓印之父Kurz教授，自此與該行業(yè)結(jié)下不解之緣。

讀研期間，冀然與導師成功開發(fā)出世界第一臺軟膜納米壓印，包括設備、工藝和材料的全套技術(shù)。

2004年碩士畢業(yè)后，冀然來到德國哈雷馬普微結(jié)構(gòu)物理研究所攻讀博士，并在畢業(yè)后加入丹麥納米壓印模版制造商。2008年，世界半導體設備領頭羊公司德國慕尼黑蘇斯公司向冀然發(fā)出邀請函，擔任納米壓印技術(shù)首席專家，主要負責納米壓印設備開發(fā)與市場推廣。

7年時間，冀然將該公司納米壓印技術(shù)設備從無到有，帶到業(yè)界突出地位。

看到納米壓印技術(shù)市場前景廣闊，2015年，冀然辭去了德國高薪舒適的工作，拒絕了公司的加薪挽留，毅然回國創(chuàng)業(yè)，在青島創(chuàng)辦了一家叫青島天仁微納科技有限責任公司的企業(yè)。

不過，回國前幾年，冀然并不順利，2019年之前，只有科研機構(gòu)所使用，市場空間并不大。天仁微納面臨研發(fā)投入大、產(chǎn)出小的多種挑戰(zhàn)，冀然一度陷入事業(yè)低谷，不過他并沒有放棄，仍然堅持潛心研發(fā)技術(shù)。

坐了幾年冷板凳后，冀然終于獲得了外界的認可。隨著工業(yè)應用的增長，需求才開始爆發(fā)。

2019年下半年，沉淀多年的天仁微納終于等到時機爆發(fā)。國產(chǎn)設備加工3D傳感所用的衍射光學器件成為剛需，天仁微納抓住機遇，打入衍射光學器件量產(chǎn)生產(chǎn)線，拿下了大部分市場份額，從而實現(xiàn)了國產(chǎn)替代，成為了行業(yè)“隱形冠軍”。

盡管納米壓印技術(shù)擁有超高分辨率、易量產(chǎn)、低成本、一致性高等突出優(yōu)點，是最有機會代替現(xiàn)有光刻技術(shù)的技術(shù)手段。

不過，想要替代“EUV光刻機”，打破ASML的霸主地位，納米壓印仍有一段距離。

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