日本芯片業競逐1納米技術，DNP突破2納米光掩模制造工藝
日本領先的半導體材料制造商正通過一系列戰略舉措，積極研發1納米芯片生產的關鍵組件，力圖在下一代半導體技術領域占據領先地位。
大日本印刷公司（DNP）在開發1納米級半導體光掩模方面取得了重要進展，并已開始向設備制造商提供樣品，目標是在2030年后實現量產。該公司的突破得益于與比利時微電子研究機構Imec的戰略合作，雙方共同致力于高數值孔徑極紫外（EUV）曝光設備的光掩模技術研發。
通過采用先進的電子束光刻技術和優化材料配方，DNP成功建立了最佳的制造工藝。其未來發展規劃包括在2027財年啟動2納米光掩模的量產，屆時將與日本國內芯片制造商Rapidus的2納米芯片生產時間表相匹配。DNP預計，全球外部光掩模市場將在2027年擴大40%，總值將達到26.7億美元。
另一家日本領先的材料制造商凸版印刷（Toppan）也在2023年開始向IBM供應2納米光掩模，并計劃在2026財年實現量產。Toppan與Imec及IBM建立了戰略合作關系，旨在共同探索光掩模技術的高級應用。
富士膠片則通過推進1納米芯片生產所必需的光刻膠材料，為半導體產業生態系統做出了重要貢獻，并已承諾投資130億日元建設新的研發中心。為了支持這些私營部門的舉措，日本教育部也撥款40億日元用于2025年的下一代半導體研發。
DNP的2納米及更先進代光掩模技術
2024年12月12日，大日本印刷（DNP）宣布成功解決了2納米及更先進工藝中邏輯半導體光掩模所需的精細圖案，并使其兼容EUV光刻技術。DNP還完成了與高數值孔徑（NA）EUV光刻兼容的光掩模的基本評估，并已開始向半導體開發聯盟、設備制造商和材料供應商提供樣品進行評估。
近年來，隨著EUV光源在尖端邏輯半導體生產中的逐步量產，DNP也在不斷推進EUV光刻光掩模制造工藝的發展。2023年，DNP成功完成了3納米一代EUV光刻光掩模的制造工藝開發，并在2024年3月宣布啟動2納米邏輯半導體光掩模制造工藝的全面開發。作為Rapidus參與的新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的分包商，DNP計劃生產用于先進邏輯半導體開發的光掩模，解決與生產工藝相關的技術挑戰。
此次，DNP成功實現了2納米及更先進代工藝所需的精細圖案解析，并使其兼容EUV光刻技術。在2納米及之后的工藝中，與3納米工藝相比，圖案尺寸需縮小20%以上，且形狀更加復雜，不僅限于傳統的線性或矩形圖案，甚至包括彎曲圖案。這要求光掩模在同一模版上解析各種復雜圖案。為了應對這些挑戰，DNP通過在已有3納米工藝的基礎上進行反復改進，成功實現了2納米及后續代工藝所需的圖案分辨率。
此外，DNP還完成了與高數值孔徑（NA）EUV光刻兼容的光掩模的基本評估，這些光掩模正在考慮應用于2納米及后續代的半導體生產，并已開始提供樣品進行評估。相比常規EUV光刻，高NA-EUV光刻對光掩模的精度要求更高，制造工藝更加精細。DNP已開發出一套與常規EUV光刻光掩模不同的制造工藝流程，并在此基礎上進行了優化。
DNP計劃繼續優化生產技術，以提高良率，并計劃于2027財年開始為2納米代邏輯半導體提供量產光掩模。同時，DNP將與Imec繼續深化合作，推動1納米一代光掩模技術的發展。
DNP表示：“我們將繼續與國際半導體行業的各合作伙伴攜手，推動行業發展，并為日本半導體產業的進一步發展貢獻力量。”
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