佳能CEO:可繞過EUV量產5nm的奈米壓印設備無法出口中國
根據彭博社報道,佳能公司正計劃將其新的基於「奈米壓印」技術的晶片製造設備的價格定為ASML的EUV光刻機的1/10。由於該設備可用於製造5nm尖端製程晶片,且不是基於光學技術,或將成為中國繞過美國限制來製造尖端製程晶片的可行方案。
但是,佳能執行長三井藤夫在採訪中表示,該設備無法出口到中國。
尖端製程嚴重依賴EUV光刻機
總部位於荷蘭的ASML是目前全球最大的光刻機廠商,同時也是全球唯一的極紫外光微影設備供應商。EUV微影機是目前全球最先進的晶片製造設備,每台成本高達數億美元。
雖然目前在光刻機市場,還有尼康和佳能這兩大供應商,但是這兩家廠商的產品主要都是被用於成熟製程晶片的製造,全球市場份額僅有10%左右,ASML一家佔據了90%的市場份額,並壟斷了尖端的EUV光刻機的供應。
目前7nm以下的先進製程晶片的大規模生產主要都是依賴ASML的EUV光刻機,但只有少數現金充裕的公司才有能力投資購買這些EUV光刻機。
即便如此,EUV光刻機仍因其在尖端晶片製造供應鏈中的關鍵地位而一直受到出口管制審查。
多年前,美國就有向其盟友——荷蘭施壓,要求限制EUV設備出口到中國。今年6月30日,荷蘭政府正式推出了新的半導體出口管制措施,而ASML被禁止向中國客戶出口EUV系統以及先進的浸沒式DUV系統。
這也意味著中國想要突破到5nm,甚至更尖端的製程將面臨極大的困難。
繞過EUV,佳能奈米壓印技術可量產5nm
今年10月中旬,佳能公司宣布開始銷售基於「奈米壓印」(Nanoprinted lithography,NIL)技術的晶片生產設備FPA-1200NZ2C。佳能表示,該設備採用不同於複雜的傳統光刻技術的方案,可製造5nm晶片。
此前佳能一直專注於製造較不先進光刻機產品。直到2014年,佳能收購了Molecular Imprints股份有限公司,開始押注奈米壓印技術。
近十年來,佳能一直在與日本光罩等半導體零組件製造商大日本印刷株式會社(DNP)和記憶體晶片製造商鎧俠(Kioxia)合作研發奈米壓印製程。此技術可不使用EUV光刻機,就能使製程技術推進5nm。
佳能表示,這套生產設備的工作原理和行業領導者ASML 的光刻機不同,其並不利用光學圖像投影的原理將集成電路的微觀結構轉移到矽晶圓上,而是更類似於印刷技術,直接透過壓印形成圖案。
相較於目前已商用化的EUV微影技術,儘管奈米壓印技術的晶片製造速度比傳統光刻方式慢,但鎧俠在2021年就曾表示,奈米壓印技術可大幅減少耗能,並降低設備成本。
原因在於奈米壓印技術的製程較為簡單,耗電量可壓低至EUV 技術的10%,並讓設備投資降至僅有EUV設備的40%。
佳能執行長三井藤夫在最新的訪談中表示,這項新的奈米壓印技術將為小型半導體製造商生產先進晶片開闢一條道路。
「價格將比ASML的EUV光刻機低一位數(即僅有10%)」這位88歲的老人上一次退出日常運營是在2016年,現在是他第三次擔任佳能公司總裁。他補充說,佳能尚未做出最終定價決定。
另外,奈米壓印設備還可以使得晶片製造商降低對ASML的EUV光刻機的依賴,使得台積電、三星等晶圓代工廠可以有第二個路線選擇,可以更靈活的為客戶生產小批量晶片。
甚至,晶片設計廠商可以不依賴晶圓代工廠來自己生產小批量的晶片。
因為NAND快閃記憶體的圖形更為簡單,因為其採取是多層幾乎相同的層的堆疊,所以更容易適應基於奈米壓印的技術過程。
鎧俠數年前就表示,已解決奈米壓印的基本技術問題,正在進行量產技術的推進工作,希望能較其他競爭對手率先引入到NAND 生產當中。
但隨後的消息顯示,鎧俠在對奈米壓印技術進行測試後,遭到了潛在客戶提出的投訴,認為產品缺陷率較高,最後並未實際應用。
另外,相對於更複雜的,邏輯晶片來說,應用奈米壓印技術的來製造還是面臨許多的挑戰。
不過,佳能在推動奈米技術量產NAND的同時,也致力於將奈米壓印量產技術廣泛的應用於製造DRAM 及PC 用的CPU 等邏輯晶片的設備上,以在未來供應多的半導體製造商,也希望能應用於手機應用處理器等最先進製程。
據了解,佳能目前正在日本東京北部的宇都宮建造20年來第一家新的光刻設備工廠,將於2025年上線。
佳能最新發表的這套奈米壓印設備可應用於最小14平方毫米的矽晶圓,因此可生產相當於5nm製程的晶片。佳能表示會持續改進發展這套系統,未來可望用於生產2nm 晶片。
對於奈米壓印技術市場前景,三井藤夫說:“我不認為奈米壓印技術會超過EUV,但我相信這將創造新的機會和需求。我們已經接到了許多客戶的諮詢。”
奈米壓印設備無法出口到中國
受美國及荷蘭推出對於先進半導體設備的出口管制影響,國內業界對於佳能最新推出基於奈米壓印技術的晶片製造設備可以繞過EUV生產5nm充滿了興趣,認為這可能會是一條能夠繞過美國限制製造更先進製程晶片的路徑。
雖然在今年7月日本實施了新的半導體出口管制措施,限制了可以被用於先進製程的浸沒式光刻機的出口,其中似乎並未新增對於限制基於納米壓印技術的光刻機的出口。
但事實上,芯智訊查閱日本的出口管制清單,當中就有限制「可實現45nm以下線寬的壓印光刻裝置」。
佳能CEO三井藤夫也在最新的訪談中表示,佳能可能無法將這些(基於奈米壓印技術的)晶片製造設備出口到中國。“我的理解是,任何超過14nm技術的出口都是被禁止的,所以我認為我們無法銷售。”
日本經濟省的一名官員表示,他無法評論出口限制將如何影響特定的公司或產品。