繞過(guò)EUV光刻機(jī)技術(shù)！佳能開始銷售5nm芯片生產(chǎn)設(shè)備

10月14日消息，光刻機(jī)大廠佳能(Canon)公司近日通過(guò)新聞稿宣布，其已經(jīng)開始銷售基于“納米印刷”(Nanoprinted lithography)技術(shù)的芯片生產(chǎn)設(shè)備 FPA-1200NZ2C。佳能表示，該設(shè)備采用不同于復(fù)雜光刻技術(shù)的方案，可以制造5nm芯片。

在半導(dǎo)體制程技術(shù)進(jìn)入5nm節(jié)點(diǎn)之后，EUV光刻機(jī)已經(jīng)成為了不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備。但是，因?yàn)镋UV光刻機(jī)造價(jià)高昂，每臺(tái)價(jià)格超過(guò)1億美元，而且EUV光刻機(jī)僅荷蘭ASML一家產(chǎn)生能夠供應(yīng)，且產(chǎn)能有限，這使得芯片的生產(chǎn)成本大幅升高。

為此，從2017 年開始，半導(dǎo)體設(shè)備廠佳能就與存儲(chǔ)芯片大廠鎧俠，以及光罩等半導(dǎo)體零組件制造商大日本印刷株式會(huì)社(DNP)合作，在日本三重縣四日市的鎧俠工廠內(nèi)研發(fā)基于納米壓印(NIL) 的量產(chǎn)技術(shù)，可以不使用EUV光刻機(jī)，就能使制程技術(shù)推進(jìn)到5nm。

佳能表示，這套生產(chǎn)設(shè)備的工作原理和行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者 ASML 的光刻機(jī)不同，其并不利用光學(xué)圖像投影的原理將集成電路的微觀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到硅晶圓上，而是更類似于印刷技術(shù)，直接通過(guò)壓印形成圖案。

相較于目前已商用化的EUV光刻技術(shù)，鎧俠在2021年就曾表示，NIL 技術(shù)可大幅減少耗能，并降低設(shè)備成本。原因在于NIL 技術(shù)的微影制程較為單純，耗電量可壓低至EUV 技術(shù)的10%，并讓設(shè)備投資降低至僅有EUV 設(shè)備的40%。目前，EUV光刻機(jī)只有荷蘭ASML一家能夠生產(chǎn)供應(yīng)，其不但價(jià)格高，而且需要許多檢測(cè)設(shè)備的配合。

不過(guò)，雖然NIL 技術(shù)有許多的優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)階段在導(dǎo)入量產(chǎn)上仍有不少問(wèn)題有待解決，其中包括更容易因空氣中的細(xì)微塵埃的影響而形成瑕疵。

對(duì)鎧俠來(lái)說(shuō)，NAND 零組件因?yàn)椴扇?D 立體堆疊結(jié)構(gòu)，更容易適應(yīng)NIL技術(shù)制程。鎧俠當(dāng)時(shí)就表示，當(dāng)前已解決NIL 的基本技術(shù)問(wèn)題，正在進(jìn)行量產(chǎn)技術(shù)的推進(jìn)工作，希望能較其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手率先引入到NAND 生產(chǎn)當(dāng)中。而一旦鎧俠能成功率先引入NIL 技術(shù)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，有望彌補(bǔ)在設(shè)備投資競(jìng)賽中的不利局面，又能符合減少碳排放的需求。

根據(jù)DNP 的說(shuō)法，NIL 量產(chǎn)技術(shù)電路微縮程度可達(dá)5nm節(jié)點(diǎn)，而DNP 從2021 年春天開始，就已經(jīng)在根據(jù)設(shè)備的規(guī)格值進(jìn)行內(nèi)部的模擬仿真當(dāng)中。而對(duì)于這樣的技術(shù)進(jìn)步，DNP 也透露，從半導(dǎo)體制造商對(duì)NIL 量產(chǎn)技術(shù)詢問(wèn)度的增加，顯示不少?gòu)S商對(duì)NIL 技術(shù)寄予厚望。

但是，鎧俠在對(duì)NIL技術(shù)進(jìn)行測(cè)試之后，遭到了潛在客戶提出的投訴，認(rèn)為產(chǎn)品缺陷率較高，最后并未實(shí)際應(yīng)用。

作為關(guān)鍵的設(shè)備提供商，佳能在推動(dòng)NIL技術(shù)量產(chǎn)NAND的同時(shí)，也致力于將NIL 量產(chǎn)技術(shù)廣泛的應(yīng)用于制造DRAM 及PC 用的CPU 等邏輯芯片的設(shè)備上，以在未來(lái)供應(yīng)多的半導(dǎo)體制造商，也希望能應(yīng)用于手機(jī)應(yīng)用處理器等最先進(jìn)制程上。

此次佳能發(fā)布的這套設(shè)備可以應(yīng)用于最小14平方毫米的硅晶圓，從而可以生產(chǎn)相當(dāng)于5nm工藝的芯片。

佳能表示會(huì)繼續(xù)改進(jìn)和發(fā)展這套系統(tǒng)，未來(lái)有望用于生產(chǎn) 2nm 芯片。