如今,隨著半導體制程技術(shù)越來越先進,對于制造芯片的機械設備的要求也越來越高,于是荷蘭ASML公司生產(chǎn)的EUV光刻機成為半導體制程技術(shù)的關(guān)鍵生產(chǎn)設備。但是,由于EUV光刻機造價高昂,每臺價格超過1億美元,并且EUV光刻機制造難度大,產(chǎn)能嚴重不足等原因,使得各大芯片生產(chǎn)公司瘋狂搶奪EUV光刻機,并且如果缺少光刻機的話,芯片的生產(chǎn)成本將大幅提高。
面對如此嚴峻的問題,日本存儲大廠鎧俠(Kioxia)聯(lián)合半導體設備廠佳能、光罩等半導體零組件制造商大日本印刷株式會社(DNP)共同開發(fā)了一種新的NIL制程技術(shù),可以在不適用EUV光刻機的情況下就能夠使半導體制程技術(shù)進到5nm。
據(jù)悉,現(xiàn)在鎧俠已經(jīng)掌握了15nm的制程量產(chǎn)技術(shù),目前正在全力進行15nm一下技術(shù)的研發(fā),預計將于2025年進一步達成計劃目標。
對比于現(xiàn)在已商用化的EUV光刻技術(shù),鎧俠方面表示,NIL技術(shù)優(yōu)勢在于可以大幅減少耗能,并降低設備成本。原因在于NIL 技術(shù)的微影制程較為單純,耗電量可壓低至EUV技術(shù)的10%,并讓設備投資降低至僅有EUV設備的40%。目前,高端的EUV光刻機只有荷蘭ASML一家能夠生產(chǎn)供應,其不但價格高,而且需要許多檢測設備的配合,并且生產(chǎn)極為困難,產(chǎn)能極其有限。
不過,雖然NIL技術(shù)有許多的優(yōu)點,但現(xiàn)階段在投入量產(chǎn)上仍有不少問題有待解決,其中比較大的問題就是對比EUV光刻機來說,NIL技術(shù)更容易因空氣中的細微塵埃的影響而形成瑕疵。
據(jù)悉,對鎧俠來說,NAND零組件因為采取3D立體堆疊結(jié)構(gòu),更容易適應NIL技術(shù)制程。而鎧俠也表示,目前已成功解決NIL的基本技術(shù)問題,正在進行量產(chǎn)技術(shù)的推進工作,希望能較其他競爭對手率先引入到NAND生產(chǎn)當中。而一旦鎧俠能成功率先引入NIL技術(shù)并實現(xiàn)量產(chǎn),有望彌補在設備投資競賽中的不利局面,又能符合減少碳排放的需求。
另外,根據(jù)DNP的說法,NIL量產(chǎn)技術(shù)電路微縮程度可達5nm節(jié)點,并且DNP從2021 年的春天開始,就已經(jīng)在根據(jù)設備的規(guī)格值進行內(nèi)部的模擬仿真當中。而對于這樣的技術(shù)進步,DNP透露說,已經(jīng)有不少半導體制造商開始詢問NIL 量產(chǎn)技術(shù),這就表示不少廠商對NIL技術(shù)寄予厚望。
另一個合作伙伴佳能,也致力于將NIL量產(chǎn)技術(shù)廣泛的應用于制作DRAM及PC用的CPU等邏輯芯片的設備上,以在未來供應更多的半導體制造商,將來也希望能應用于手機應用處理器等最先進制程上。
假如NIL未來能成功開發(fā)出來,對于現(xiàn)在的半導體行業(yè)來說絕對是個大好消息,半導體芯片的產(chǎn)能將因此得到大幅提高,也能夠很大程度的緩解如今全球范圍內(nèi)的缺芯問題。