Сегодня 13 декабря 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → нанопечатная литография

Японцы нашли способ выпуска 1,4-нм чипов без дорогущей EUV-литографии

Японская Canon ещё осенью прошлого года отправила для изучения специалистам Intel первую установку для изготовления прогрессивных чипов методом нанопечати. По замыслу производителя, такая технология позволяет сократить расходы на оборудование при производстве 5-нм чипов и заметно экономить электроэнергию. Компания DNP недавно предложила материал для производства 1,4-нм чипов таким способом.

 Источник изображения: Nikkei Asian Review, Dai Nippon Printing

Источник изображения: Nikkei Asian Review, Dai Nippon Printing

Как поясняет Nikkei Asian Review, японская компания Dai Nippon Printing разработала материал для изготовления специализированных матриц, позволяющих делать оттиск на поверхности кремниевых пластин, формируя рисунок для дальнейшего травления и превращения крохотного куска кремния в полупроводниковый чип. В 2027 году DNP намеревается наладить массовый выпуск таких расходных материалов, которые в комбинации с профильным оборудованием Canon для нанопечати позволят создавать 1,4-нм чипы.

При этом расходы электроэнергии на изготовление чипа удастся снизить на 90 % по сравнению с традиционным литографическим оборудованием, использующим мощные лазеры. Строго говоря, и сама установка для нанопечати стоит около $6,4 млн, что в десятки раз меньше стоимости передового сканера ASML для изготовления 2-нм и более совершенной продукции. Именно традиционная литография, по данным японских источников, определяет от 30 до 50 % себестоимости чипов.

Не только Intel заинтересовалась технологией нанопечати чипов. Южнокорейская Samsung Electronics, тайваньская TSMC, американская Micron Technology и японская Kioxia проявляют к ней интерес в той или иной мере, но их предприятия заточены под использование классической фотолитографии, и провести масштабную перестройку можно решиться, лишь обладая полной уверенностью в перспективности технологии нанопечати чипов. Некогда японские Canon и Nikon были ведущими поставщиками литографического оборудования, но в последние пару десятилетий они уступили нидерландской ASML, которая теперь контролирует 90 % рынка профильного оборудования. Fujifilm Holdings также обещала заняться выпуском материалов для нанопечати чипов, но пошатнуть позиции фотолитографии на современном рынке будет непросто.

У Китая появился свой 10-нм импринтный литограф — альтернатива санкционному EUV

Ограничение доступа Китая к современному передовому оборудованию для выпуска микросхем вынуждает разработчиков из Поднебесной искать доступные альтернативы. Одной из них обещает стать нанопечать или NIL (Nanoimprint Lithography). Это сложная в реализации технология, предполагающая использование высокоточных штампов. Но даже здесь китайцы смогли удивить, предложив метод, способствующий повышению точности печати и экономии материалов.

 Источник изображения: Pulin Technology

Источник изображения: Pulin Technology

Импринтная литография — метод прямого механического переноса наноструктур на подложку с помощью твёрдого штампа. В отличие от оптической литографии, здесь изображение схемы для травления формируется за счёт давления. Подобные решения уже довольно давно предлагают Canon и Nanonex, но они остаются нишевыми и применяются при производстве фотоники, MEMS и биомедицинских чипов. Для массового выпуска чипов с нормами 3-5 нм технология пока не годится. Тем не менее, китайская разработка в условиях санкций способна стать полезным инструментом для китайской полупроводниковой промышленности.

Китайская компания Pulin Technology изготовила и испытала импринтную установку (степпер) для производства микросхем методом пошагового нанесения отпечатка шаблона (step-and-repeat). Другими словами, данная установка наносит отпечаток по частям, а не целиком. Кроме того, китайская машина предполагает капельное нанесение фоторезиста, что позволяет экономить материал при производстве.

Возможности инструмента серии PL-SR во многом повторяют характеристики NIL-оборудования компании Canon образца 2023 года — нанопечатной установки FPA-1200NZ2C. Одна из последних её реализаций была поставлена в 2024 году в США — в Техасский институт электроники (TIE). Инструмент позволяет печатать штампами с технологическими нормами масштаба 10 нм.

Нанесение методом штамповки рисунка с нормами 10 и менее нанометров на фоточувствительный слой резиста на кристалле технологически ничуть не проще, чем EUV-литография. Правда, специфика трудностей здесь иная: необходимы высочайшая сохранность и чистота формы в процессе использования. Зато для штамповки микросхем не нужен мощный источник лазерного излучения и невероятно сложная оптика, которая для EUV-диапазона требует зеркал вместо линз, что значительно усложняет процесс.

К сожалению, подробностей о новой машине не много. Известно лишь, что оборудование способно обрабатывать 12-дюймовые (300-мм) пластины, что было продемонстрировано на примере изготовления опытных чипов памяти, кремниевой фотоники и микродисплеев.

Покупателем первой импринтной установки PuLin PL-SR стала китайская фабрика по производству полупроводников — литограф прошёл все необходимые испытания и готов к работе над выпуском серийных чипов на 300-мм пластинах.

Первая установка Canon для нанопечатной литографии передана на изучение специалистам Intel и Samsung

Компания Canon отправила первый образец своей машины для нанопечатной литографии американскому исследовательскому консорциуму — важный шаг к коммерческому использованию этого инновационного метода производства микросхем. Новая технология заметно сокращает расходы и потребление электроэнергии. Формирование элементов электронной схемы происходит за счёт деформации покрытия штампом с последующим травлением.

 Источник изображения: Canon

Источник изображения: Canon

Традиционное производство полупроводников производится методом фотолитографии (DUV или EUV), в процессе которого фоточувствительная полимерная плёнка (фоторезист) засвечивается через фотошаблон с заданным рисунком, а затем проэкспонированные участки удаляются путём травления.

В нанопечатной литографии изображение образуется за счёт механической деформации полимерного покрытия пресс-формой. С помощью нанопечатной литографии можно получать наноструктуры размером менее 10 нм на достаточно больших площадях, что недоступно для всех других методов литографии.

Преимуществом нанопечатной литографии перед фотолитографией является возможность снижения производственных затрат и потребления энергии. В то время как для обычного фотолитографического оборудования требуются массивы линз или зеркал, машины Canon имеют более простую конструкцию и потребляют в десять раз меньше электроэнергии.

Нанопечатная литография также отлично подходит для формирования сложных трёхмерных схем с помощью одного штампа — процесс, практически не реализуемый при фотолитографии.

Несмотря на весь потенциал новой технологии, для её коммерческого использования пока существуют препятствия, самым существенным из которых являются дефекты и брак, вызванные попаданием мельчайших частиц пыли.

Поставка первой полнофункциональной машины Canon для тестирования Техасскому институту электроники (TIE), поддерживаемому ведущими производителями полупроводников, намекает на масштабные изменения, назревающие в производстве микросхем. Заместитель генерального директора Canon по оптическим продуктам Казунори Ивамото (Kazunori Iwamoto) сообщил о планах поставки от 10 до 20 машин в год в течение следующих трёх-пяти лет.

Техасский институт электроники (TIE) — консорциум, поддерживаемый Техасским университетом в Остине. В него входят такие тяжеловесы полупроводниковой отрасли, как Intel, NXP и Samsung, а также многочисленные правительственные агентства и академические институты.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
10 тысяч модов и 350 миллионов загрузок: Larian похвасталась новыми достижениями игроков Baldur’s Gate 3 6 ч.
Вызывающий привыкание роглайк Ball x Pit достиг миллиона проданных копий и в 2026 году получит новые шары 7 ч.
Соавтор Counter-Strike признался в любви к русской культуре и рассказал о «самом депрессивном» периоде за 25 лет карьеры 9 ч.
Apple резко снизила награды багхантерам — при этом рост вредоносов в macOS бьёт рекорды 9 ч.
Mortal Kombat 1, Routine и Dome Keeper возглавили первую волну декабрьских новинок Game Pass, а Mortal Kombat 11 скоро подписку покинет 10 ч.
Google закрыла 107 дыр в Android — две нулевого дня уже использовались в атаках 10 ч.
В YouTube появился Recap — пользователям расскажут, чем они занимались на платформе в течение года 10 ч.
ИИ-агенты научились взламывать смарт-контракты в блокчейне — это риск на сотни миллионов долларов 10 ч.
Инструмент YouTube для защиты блогеров от дипфейков создал риск утечки их биометрии 11 ч.
В Microsoft Teams появились «иммерсивные встречи» в метавселенной с аватарами без ног 11 ч.