光刻机输家的反击

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文章摘要

光刻机作为半导体制造的核心设备，其技术水平直接决定了芯片制程的极限。ASML凭借在EUV（极紫外）光刻机领域的绝对优势，成为全球芯片制造巨头争相合作的对象，占据了高端光刻机市场的主导地位。然而，光刻机产业的格局并非一成不变。上世纪八九十年代，佳能和尼康曾是光刻机领域的领军者，但随着技术路线的选择偏差，尤其是在从DUV（深紫外）向EUV技术跨越的关键节点，逐渐被ASML超越。如今，佳能和尼康虽在高端市场受挫，但并未停止技术探索，而是通过新的技术路径寻求突破。

佳能另辟蹊径，押注纳米压印技术（NIL），试图通过这一创新技术重塑其在光刻领域的地位。纳米压印技术通过类似“盖章”的方式，将预先刻有电路图的掩模直接压印在晶圆上，避免了传统光刻技术中的光学衍射限制，理论上能够实现更高的分辨率。2023年，佳能推出的纳米压印设备FPA-1200NZ2C，成功实现最小14纳米的线宽图案化，已达到5纳米制程逻辑半导体生产所需的精度。佳能通过与铠侠、大日本印刷等企业的合作，不断优化纳米压印技术，提升其在芯片制造中的应用潜力。此外，纳米压印技术在成本、能耗等方面具有显著优势，设备价格仅为EUV光刻机的十分之一，能耗也大幅降低，为小型半导体制造商提供了进入先进芯片制造领域的机会。

尼康则通过深耕浸没式ArF光刻技术，试图在高端市场与ASML展开竞争。尼康计划于2028年推出兼容ASML浸没式ArF光刻生态的新型光刻机，目标是在DRAM内存和逻辑半导体领域提升市场份额。此外，尼康还推出了首款适用于FOPLP（面板级封装）工艺的光刻系统DSP-100，采用无掩模技术，支持大型基板的高精度直写，瞄准了先进封装市场。这一创新设备结合了半导体光刻机的高分辨率技术与平板显示曝光设备的多镜组技术，为尼康在先进封装领域开辟了新的业务增长点。

除了佳能和尼康，全球多家企业和研究机构也在探索替代EUV的技术路线。例如，美国企业Inversion Semiconductor利用激光尾场加速技术，开发出高功率软X射线光源，目标是将设备成本降低至EUV的三分之一。欧洲公司Lace Lithography AS则基于原子光刻技术，直接在硅片上刻蚀图案，分辨率可达2纳米，超越了EUV的波长限制。这些颠覆性技术虽然在成本、能耗和工艺复杂度等方面展现出差异化竞争力，但仍面临技术稳定性和产业化推广的挑战。

总体而言，光刻机产业的竞争格局正在发生变化。ASML虽然在EUV领域占据主导地位，但佳能、尼康等企业通过技术创新和差异化战略，正在寻找新的市场机会。纳米压印技术、浸没式ArF光刻技术以及无掩模光刻系统等新兴技术的出现，为光刻机产业注入了新的活力。未来，随着这些技术的不断成熟和推广，光刻机产业有望从“单一巨头垄断”向“多技术并存”转型，推动全球半导体制造技术的进一步发展。