界面新聞記者 | 李彪

界面新聞編輯 | 文姝琪

由于在芯片生產中不可或缺，光刻機在世界各地構建本土半導體供應鏈時變得愈發重要。

來自荷蘭的ASML一家公司就占據了全球八成以上的市場份額，其生產的光刻機當下常常一機難求，于是探索另一種技術路線、尋找替代性方案成為了行業公司自然而然的選擇。

佳能就是其中的代表。這家日本相機巨頭花二十年時間研發與ASML光刻路線不同的納米壓印技術，今年年初終于傳出重要成果。

今年1月，據《金融時報》報道，日本佳能高管接受專訪表示，公司最早將在今年量產自家的納米壓印半導體設備FPA-1200NZ2C。這款產品在去年10月首次亮相，對標的是ASML旗下制造7納米以下先進制程芯片的EUV（極紫外光刻）光刻機。據公司介紹，其已經可以用來制造5納米芯片，預計到2026年可實現2納米。 

但外界對此依然存有質疑。

半導體設備公司芯澈半導體創始人彭博方關注納米壓印技術在半導體領域的進展已有十多年。彭博方曾在上海微電子、ASML任職研發光刻及套刻測量技術近十年，在復旦大學任職期間又從事過納米壓印及化合物半導體檢測技術的研究。在近期采訪中，他對今年佳能量產的納米壓印光刻機仍抱持懷疑觀望。

在他看來，最簡單直接的評價標準就是看佳能產品上市后的客戶訂單。“如果佳能的產品今年量產后，東芝、SK海力士及更多與佳能宣布戰略合作的廠商真正用它來生產芯片，并推向市場公開銷售，才真正算是納米壓印實現量產的里程碑。” 彭博方對界面新聞記者說。

納米壓印與光刻是兩種不同的技術路線。

兩者的目標相同，簡單描述就是將設計好的集成電路圖“復制粘貼”到硅片上。而實現方法卻大有不同，形象的比喻類似“照相”與“蓋印章”。

光刻主要采用化學手段，利用紫外光輔以光刻膠等特殊化學品發生反應在硅片上“投影”出電路圖。納米壓印則主要采用物理手段，利用制作好的集成電路圖模板通過機械加壓“復印”到硅片之上。

由于沒有采用光刻中的投影成像原理，納米壓印省去了光刻機造價最昂貴的光學曝光機等成像系統，理論上認為是一種更低成本的方案。按照佳能產品負責人的說法，“納米壓印的價格將比EUV光刻機少一位數”，且耗電量只有光刻的十分之一。

ASML生產的EUV光刻機是全世界唯一能量產7納米以下先進制程芯片的設備。今年1月，其又向外界首次公開展示了制造2納米芯片的最新一代High NA EUV光刻機。

佳能希望納米壓印設備能夠做到與其“共存”。而這一切的前提，都建立在佳能能否兌現量產諾言，真正將納米壓印技術推廣至行業規模化生產芯片。

外界的存疑并不是毫無來由。

首先，納米壓印并不是一項新技術。相比于光刻在1961年被引入芯片生產用以造出第一臺光刻機，納米壓印在半導體領域長期處于邊緣位置。

1996年，普林斯頓電機系教授周郁（Stephen Chou）和學生在《Science》雜志上發表文章首次提出納米壓印技術。

與光刻機早早從最原始的接觸式進化成非接觸式不同，納米壓印采用機械加壓方法必須接觸。但實際接觸過程中，納米壓印比光刻更容易出錯，對準與缺陷問題始終是困擾納米壓印的兩大難關。

半導體又恰恰對生產精度要求最苛刻，芯片尺寸越小容錯率越低。納米壓印技術長期無法被證明應用于量產半導體領域10納米以下先進制程芯片的能力。直至今天，相應制程芯片仍未大規模使用納米壓印技術生產。

佳能突破納米壓印技術講的并不是一個新故事。

從2004年開始研究納米壓印，再到2014年收購美國納米技術公司Molecular Imprints至今，幾乎每年都會傳出佳能納米壓印技術突破芯片生產尺寸的動向，以至于一家海外專門追蹤佳能公司網站報道最新消息時，用的標題是“佳能的納米壓印來了（再次）”（Canon’s Nanoimprint Arrives (again)）。

此外，佳能今年計劃量產的產品與其2017年發布交付給東芝的納米壓印設備型號相同，按照當時宣傳，其已經可以生產10納米以下的芯片。至于如何從10納米突破至5納米、期間市場上為什么沒有半導體廠商批量使用相關設備來生產芯片，佳能對外未作進一步解釋說明。

彭博方告訴界面新聞記者，佳能近年來在解決對準問題上確實有了較大的進步，但納米壓印因缺陷問題造成的誤差至今依舊沒有看到有效解決方案，無法滿足半導體行業對芯片良率的要求，至今無法應用于大規模生產。

納米壓印目前主要廣泛應用于對制造缺陷容忍度較高的行業領域，比如光學和生物芯片，包括LED、AR設備、太陽能電池等等，但迄今為止都還未進入到大規模量產階段。