摘要：说到芯片制造，大家第一个想到的肯定是那台价值2亿美元的EUV光刻机。荷兰ASML公司垄断了全球EUV市场，而且对中国实施严格禁运。但璞璘科技选择了一条完全不同的路——纳米压印技术（NIL）。如果说EUV光刻是用极紫外光"雕刻"电路图案，那么纳米压印就像是"盖印

8月1日，杭州璞璘科技自主研发的首台半导体级纳米压印光刻机PL-SR正式交付国内客户。

这台设备能实现线宽小于10nm的压印工艺，直接打破了日本佳能在该领域的技术垄断。

更重要的是，它为中国芯片制造开辟了一条"非EUV"的突围路径，在EUV光刻机被禁运的背景下，给国产半导体产业带来了新的希望。

说到芯片制造，大家第一个想到的肯定是那台价值2亿美元的EUV光刻机。荷兰ASML公司垄断了全球EUV市场，而且对中国实施严格禁运。但璞璘科技选择了一条完全不同的路——纳米压印技术（NIL）。如果说EUV光刻是用极紫外光"雕刻"电路图案，那么纳米压印就像是"盖印章"，用模板直接把图案压印到芯片上。

这个思路听起来简单，但想象一下，要在指甲盖大小的硅片上压印出比头发丝细1万倍的电路图案，还要保证每个细节都分毫不差，这很难对吧？PL-SR设备攻克了喷墨涂胶、非真空贴合等核心技术，把压印胶的残余层厚度控制在10nm以内，深宽比达到7:1。

更关键的是成本优势，EUV光刻机需要复杂的光源系统和精密光学元件，每台设备的造价高达2亿美元，每年的维护成本也要几千万美元。而纳米压印避开了这些烧钱的部分，根据佳能的数据，纳米压印设备的耗电量只有EUV的10%，设备投资成本降低到EUV的40%。对于动辄投资数百亿的芯片制造厂来说，这种成本优势相当诱人。

从技术原理来看，纳米压印确实巧妙地避开了光刻技术的核心难题。传统光刻需要用光源把掩膜版上的图案投影到硅片上，光源的波长决定了能刻出多细的线条。从紫外光到深紫外光再到EUV，光源越来越贵，技术越来越复杂。而纳米压印是纯粹的物理接触，理论上只要模板做得够精细，就能压印出相应的图案，完全绕开了光源技术的限制。

璞璘科技的成功绝非偶然。这家公司的创始团队联合了纳米压印技术发明人Stephen Chow院士，团队90%的员工都是硕士博士，手握100多项专利。更难得的是，他们仅用5年时间就把纳米压印从实验室概念变成了可以量产的设备。

技术突破的关键在于三个方面。第一是喷墨涂胶技术的创新，在半导体级芯片压印中，芯片结构通常是变占空比、多周期变化的纳米结构。这种复杂结构需要对局部胶量进行精准控制，根据结构变化动态调节压印胶的喷涂量。PL-SR通过创新材料配方与工艺调控，提高胶滴密度与铺展度，成功实现了纳米级的压印膜厚，平均残余层小于10nm、波动小于2nm的精度指标，良率提升到90%以上。

第二是模板面型控制技术，这是纳米压印面临的最大技术挑战之一。石英模板和硅晶圆天生就有翘曲问题，要让它们完美贴合就像让两张不平的纸严丝合缝地叠在一起。而且高端芯片极小结构压印所需的纳米压印胶量极少，大约只有十纳米级的厚度，这更增加了模板和衬底贴合的难度。璞璘团队自主研发的纳米压印模板面型控制技术解决了这个难题，实现了无残胶压印。

第三是材料体系的创新，他们开发了匹配喷胶步进压印工艺的多款纳米压印胶体系，特别是可溶剂清洗的光固化纳米压印胶，避免了昂贵石英模板被污染的风险。这看似小细节，但对于降低生产成本和提高设备寿命至关重要。

最值得一提的是，PL-SR的线宽参数已经超越了佳能的FPA-1200NZ2C设备。佳能的设备能实现14nm线宽，而PL-SR已经做到了小于10nm。这不仅是技术上的突破，更是在对华禁运背景下的自主突围。佳能CEO此前在采访中已经正面确认，FPA-1200NZ2C虽然不属于传统光刻机，但依然对中国禁运。

纳米压印技术最大的优势在于它特别适合制造存储芯片。3D NAND闪存芯片的结构相对简单，采用多层几乎相同的层堆叠，这正是纳米压印的强项。相比之下，逻辑芯片内部有数十层不同的电路结构，每压印一层就需要更换模板，不仅工序复杂，制造效率也会大打折扣，成本反而会大幅上升。

这个特点对于中国半导体产业来说意义重大，长江存储等国产存储芯片厂商一直在努力追赶三星、SK海力士等国际巨头。在存储芯片领域，中国虽然起步较晚，但技术差距相对较小。长江存储的3D NAND产品已经达到国际先进水平，但在制造设备上仍然高度依赖进口。EUV光刻机的禁运让他们在先进制程上面临巨大挑战，PL-SR的出现恰好填补了这个空白。

从产业化应用来看，PL-SR已经完成了存储芯片、硅基微显示器、硅光芯片、先进封装四类场景的验证。特别是在AR微显示等新兴领域，纳米压印的大面积制造优势更加明显。设备支持20mm×20mm模板拼接至12英寸晶圆，满足了这些应用的特殊需求。硅光芯片是未来数据中心和人工智能的关键器件，而先进封装则是延续摩尔定律的重要途径，PL-SR在这些领域的应用前景广阔。

业内人士预测，这可能开启中国半导体"农村包围城市"的新战略。先用低成本的纳米压印技术在存储芯片等特定领域站稳脚跟，积累技术和资金，再逐步向更复杂的逻辑芯片领域进军。这种差异化竞争策略，避开了与国际巨头在传统光刻技术上的正面竞争，或许能让中国半导体在国际封锁中找到新的突破口。

当然，纳米压印技术也不是万能的。在逻辑芯片制造方面，它确实存在效率瓶颈。复杂的逻辑芯片需要频繁更换模板，不仅工序复杂，制造速度也远低于传统光刻方式。这也是为什么PL-SR虽然能实现小于10nm的线宽，但并不意味着能够制造5nm逻辑芯片的原因。

另一个关键挑战是对准精度。目前PL-SR的对准精度接近10nm，但要真正挑战EUV的地位，需要突破10nm以下，甚至向1nm级逼近。这个技术指标的难度和成本已经与EUV设备处于同一量级。璞璘科技也坦承，要突破这一"卡脖子"技术，必须整合产业链优势资源，与国内科研院所和企业开展深度合作。

不过，纳米压印的成本和环保优势依然吸引着特色工艺厂商的关注。相比EUV的巨额投资和高能耗，纳米压印为中小芯片企业提供了更灵活的选择。随着技术不断完善，这种"非主流"路线或许能在某些细分市场找到自己的位置。

从长远来看，PL-SR的成功交付标志着中国半导体装备制造的一个重要里程碑。它证明了在国际封锁下，中国企业完全有能力开发出具有国际竞争力的高端装备。

更重要的是，它为国产芯片产业提供了一种全新的技术选择，让"换道超车"从概念变成了现实，这条路虽然充满挑战，但至少给了中国半导体产业更多的可能性。

来源：嘚儿架h