電子發燒友網報道（文/李寧遠）提及芯片制造技術，首先想到的自然是***和光刻技術。眾所周知在芯片行業，光刻是芯片制造過程中最重要、最繁瑣、最具挑戰也最昂貴的一項工藝步驟。在***的支持下，摩爾定律得以延續。

在高速增長的半導體市場里，半導體制造商們不斷創新，芯片集成度越來越高，對光刻技術也提出了越來越高的要求。隨著芯片集成度的與日俱增正在對半導體產業鏈帶來前所未有的挑戰，制造商們渴求更高效、更低成本的制造技術。

在這種背景下，納米壓印技術成了備受期待有望替代EUV的新興芯片制造技術。

光刻技術路線演進，納米壓印技術繞開EUV***

摩爾定律指示了提高每個芯片中的晶體管數量降低計算成本的路線，光刻技術的演進也圍繞著實現更高的晶體管密度和更低的成本。每一代光刻技術的大更迭都對***等設備和材料提出了新挑戰。

自1985年436nm波長的g-Line起，到波長為365nm的i-Line時期，波長為248nm的KrF時期，再到2000年初波長為193nm的ArF時期。現在則是波長為13.5nm的EUV時期。現如今憑借EUV以及High-NA EUV，ASML獨霸高端***市場，在行業內一騎絕塵。

但大家都知道，EUV***產能有限而且成本高昂，業界一直都在探索可以繞開EUV***生產高端芯片的技術和工藝。下一代光刻技術納米壓印技術（NIL）開始備受關注，成為最有機會替代EUV的光刻技術路線。

納米壓印技術是通過光刻膠輔助，將模板上的微納結構轉移到待加工材料上的技術，其概念最早在1995年由華裔科學家周郁提出。從其命名就可以看出，這種技術手段的加工尺度在納米級，實現該技術的手段是通過壓印。EUV等傳統的光刻技術，想要實現更高的分辨率，無外乎從三個層面著手——選用更小波長的光源、通過界面材料提高數值孔徑NA值以及通過獲取更低的工藝因子，其中主要的實現手段是縮短光源波長。

而納米壓印的加工過程不使用可見光或紫外光加工圖案，而是使用機械手段進行圖案轉移，所以能實現的分辨率完全不會受到光學光刻最短曝光波長的物理限制。傳統光學光刻存在分辨率極限，光刻光源波長的每一次縮短背后是研制難度和成本的成倍增長，而納米壓印分辨率只與模板圖案的尺寸相關，能做到高于傳統光刻的分辨率。經過幾十年的技術演進，納米壓印目前有三大類，熱壓印、紫外壓印和軟壓印。

納米壓印使用模板，設計好后的模板可以反復使用，大大降低了加工成本也方便進行量產。現在納米壓印可用的模板已經十分多樣，加工精度高的剛性模板、彈性模量較高的柔性模板、復合納米壓印模板都有各自的優勢。

據日經中文網報道，納米壓印能與極紫外光刻相比，能將該工序的制造成本降低四成，耗電量降低九成，佳能的研究則顯示其納米壓印光刻在吞吐量為80片時相對ArF光刻工藝可降低28%的成本，隨著吞吐量增加成本降低幅度可達到50%以上。該技術在植入芯片制造產業過程中也不會過于繁瑣，只需要將光刻步驟替換為納米壓印，其他工藝步驟是完全兼容的。

攪動光刻市場，納米壓印市場正在逐漸壯大

隨著行業發展，DUV、EUV***的系統復雜度、技術瓶頸和成本問題等日益突出，沉寂許久的納米壓印技術在近年來又迎來了新的關注。這也得益于納米壓印技術產業在技術工藝上的不斷突破，隨著工藝進一步成熟，下游應用領域需求開始增多，納米壓印技術正走向大面積產業化的階段。

根據新思界產業研究中心發布的《2023—2028年中國納米壓印技術（NIL）行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示，2022年全球納米壓印技術市場規模達到22.9億美元，同比增長13.6%。TechNavio的相關數據則預測納米壓印市場將以年復合增長率17.74%增長至2026年的33億美元。

目前，不少科研機構和廠商都加大了納米壓印上的投入。國外廠商如Canon、EV Group、Nanonex Corp、Obducat AB、SUSS MicroTec等公司已出產納米壓印光刻設備。

Canon一直在以納米壓印技術打造下一代nm級的***，市面上也一直有Canon將納米壓印技術用于量產存儲芯片的新聞，根據相關報道其納米壓印設備的套刻精度，吞吐量等參數指標均處于行業領先位置。根據Canon的相關報道，預計到2025年，Canon將進一步研發出生產5納米芯片的設備。

奧地利設備廠商EV Group也在納米壓印技術上走在行業前列，旗下納米壓印系統結合了調準平臺改進、高精度光學、多點間隙控制、非接觸式間隙測量和多點力控制等技術，有著業內領先的調準精度。

國內也有不少廠商在納米壓印賽道上加緊布局，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。

獲得華為哈勃青睞的國內頭部廠商天仁微納目前產品涵蓋整機設備、模具、壓印材料，研發了多款高精度紫外納米壓印設備，已經實現最大150／300mm基底面積上高精度（優于10nm ）、高深寬比（優于10比1）納米結構復制量產。

圖源：天仁微納

蘇大維格此前也表示納米壓印設備除自用及向國內外高校及科研院所銷售外，已經開始向企業拓展，除了相關關鍵器件，蘇大維格根據客戶需要開始向半導體領域企業相關客戶提供納米壓印設備整機。

蘇州光舵微納同樣致力于納米壓印設備及技術的研發及產業化推廣應用，已研發制作出多款納米壓印設備、配套工藝和耗材，并成功推出全自動量產型納米壓印設備。

國內外廠商迅猛的發展勢頭大大加快了納米壓印技術大規模商業化量產的腳步，雖然在芯片制造領域這一技術仍還有不少短板需要補足，還要面對納米壓印光刻牽扯出來的配套工藝、設備、材料等問題，但其前景無疑是光明的。

納米壓印發揮芯片制造優勢，從存儲芯片開始

在芯片制造領域，目前最契合納米壓印技術的，就是存儲芯片，尤其是3D NAND、DRAM等存儲芯片。從納米壓印設備頭部廠商Canon規劃的納米壓印設備路線圖來看，納米壓印應用將從3D NAND存儲芯片開始，逐漸過渡到DRAM，最終實現CPU等邏輯芯片的制造。

存儲廠商在芯片制造上對成本把控極為嚴苛，同時設計的余量可以承受一定的缺陷而不影響成品率，放寬對缺陷的要求，所以目前已經有不少存儲廠商計劃使用納米壓印技術來制造存儲芯片。

凱俠、東芝等日系存儲廠商很早便開始布局納米壓印技術。此前SK海力士也報道從Canon引進納米壓印設備，并計劃在2025年左右使用該設備開始量產3D NAND閃存，從目前的報道來看，測試階段表現良好。另一存儲巨頭三星同樣開發了包括納米壓印技術在內多種方案以解決多圖案工藝導致的成本上升問題。

納米壓印技術與存儲芯片相結合，將大大提高存儲廠商的生產效率，并降低成本。納米壓印設備在芯片制造領域大規模商用化后，其優勢將更加明顯。

小結

目前納米壓印技術還存在模板缺陷和套準等問題，需要時間才能成熟地進入市場，但其超高分辨率、易量產、低成本、一致性高等優點已經很突出，是最有機會代替現有光刻技術的技術手段。在未來光學光刻難以向前演進，納米壓印光刻值得期待。