半导体制程技术进入 10 奈米节点后,EUV 曝光设备是不可或缺的步骤,但 EUV 曝光设备每台价格高达 1.5 亿美元,且产量有限,让芯片生产成本骤升。为解决问题,日本内存大厂铠侠(Kioxia)联合合作伙伴开发新技术,可不使用 EUV 曝光设备就直达 5 奈米。
日本媒体报导,铠侠从 2017 年开始与半导体设备厂佳能及光罩、范本等半导体零组件制造商 DNP 合作,在三重县四日市铠侠工厂研发奈米压印微影 (NIL) 量产技术。铠侠已掌握 15 奈米量产技术,目前正在进行 15 奈米以下研发,预计 2025 年达成。
相较已商用化的 EUV 技术半导体制程,铠侠表示 NIL 技术减少耗能,且大幅降低设备成本。原因在 NIL 技术微影制程较单纯,耗电量可压低至 EUV 技术 10%,并让设备投资降至仅 EUV 设备 40%。EUV 曝光设备由荷兰商 ASML 独家生产,不但价格高昂,且需许多检测设备配合。虽然 NIL 技术有许多优点,但现阶段量产仍有不少问题有待解决,包括更容易因灰尘造成瑕疵。
对铠侠来说,NAND 零组件因采取 3D 立体堆叠结构,更适应 NIL 技术制程。铠侠也表示,已解决 NIL 基本技术问题,正在最佳化量产技术,希望较其他竞争对手率先导入 NAND 生产。若铠侠成功引进 NIL 技术,可望弥补投资设备竞赛的不利局面,又符合减少碳排放的需求。
据 DNP 说法,NIL 量产技术电路微缩程度可达 5 奈米节点,DNP 从 2021 年春天开始就据设备规格值模拟。DNP 透露,半导体制造商对 NIL 量产技术询问度增加,显示不少厂商寄予厚望。另一个合作伙伴佳能致力将 NIL 量产技术广泛用于制作 DRAM 及 PC 用 CPU 等逻辑芯片设备,供应更多半导体制造商,将来也希望用于手机应用处理器等最先进制程。
(首图来源:Unsplash)