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佳能挑戰行業霸主ASML

半導體晶片已滲透生活的方方面面。全球半導體市場規模去年首破5000億美元,預計2030年将達1萬億。随着晶片制程進入5納米時代,EUV光刻機(>1億美元/台)成為必需裝備。目前,僅荷蘭ASML公司能生産此類裝置,但受美國出口限制影響,無法向中國銷售。

佳能挑戰行業霸主ASML

近日,光學巨頭佳能開始挑戰ASML的主導地位。由于在納米壓印技術上(Nano imprint Lithography,NIL)取得重大突破,佳能計劃在日本栃木縣投資約3.45億美元建設半導體裝置工廠,目标在2025年投産。佳能希望通過銷售納米壓印裝置,打破ASML在高端晶片裝置的壟斷。

佳能是以相機、影印機和列印機聞名的公司,但它也有着悠久的晶片制造曆史,曾經是光刻裝置的上司者之一。按銷量計算,目前佳能控制着全球光刻裝置市場的30%,落後于ASML(占 60%)。

佳能挑戰行業霸主ASML

相較于EUV光刻機,佳能的NIL裝置制造成本可降低40%,能耗僅為EUV的10%。新機型FPA-1200NZ2C不僅可實作工藝節點達5納米水準,還可進一步縮小至2納米。相比之下,目前最先進的蘋果A17晶片僅為3納米工藝,三星和台積電明年才可能實作2納米。

壓印技術通過直接複制帶電路圖案的模具,避開了光刻的限制。這種技術分辨率更高,可實作更複雜的三維電路,降低制造成本。由于工作原理不同,導緻其有很多獨特的性質。

1、技術原理:Canon的NIL是一種實體壓印過程,通過在矽片上實體壓印模闆來形成納米級别的圖案。而ASML的EUV則是一種光學方式,其使用極紫外光(波長約為13.5nm)通過光罩的某些部分照射到矽片上,進而形成圖案。

2、解決問題:NIL更多地是解決成本問題,其可以在更低的成本下實作更高分辨率的圖像,而且對于某些特别細小的特性,比如單層原子電路,可能是無法被光學方式解決的。而EUV解決的是像素密度。

3、技術挑戰:NIL的挑戰包括模闆的制造、對齊問題和通過實體方式可能會導緻的矽片表面損傷等。而EVL的挑戰的複雜性則更高,包括光源的穩定性、光罩的對齊和曝光的精度等。

NIL和EUV光刻機目前優缺點對比

名額 CANNON NIL ASML EUV
分辨率 10nm以下 5nm以下
套印精度要求
模闆制作難度
模闆壽命 有限
成本
效率
可靠性
應用領域 成本敏感 高端

佳能的技術突破和市場政策轉變,意味着ASML在高端晶片裝置市場的主導地位受到挑戰,引發行業變革。

佳能挑戰行業霸主ASML
佳能挑戰行業霸主ASML

半導體是人工智能、軍事應用等領域的關鍵組成元素,也是中美之間技術戰的核心。美國政府采取出口限制和各種制裁措施,期望阻斷中國對關鍵晶片和制造裝置的供應。佳能的新裝置可能會在中美貿易戰中産生新的争議。盡管如此,佳能向ASML的挑戰給我們起到了示範作用, 晶片制造不隻是一條路,ASML的壟斷局面難以長久。

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