美国机构：如果中国造不出EUV，跟日本企业合作是一条可行的路线

AI科技 2026年07月24日 12:40 3 aa

如果中国真的迟迟造不出属于自己的EUV光刻机，是不是就没别的路可走了？美国半导体研究机构最近抛出的一份报告给出了另一种答案，把目光引向了日本佳能手里那台不太起眼的纳米压印设备。

先说清楚眼下的格局。整个高端芯片制造圈子里，能造出EUV光刻机的公司只有荷兰的ASML一家。

因为荷兰政府的限制，ASML的EUV光刻机从来没有向中国出货过一台，原因就在于这些设备是制造最先进芯片的关键。没有它，7纳米以下的逻辑芯片就很难通过常规路线量产，中国的先进制程一直被这道墙拦着。

这份报告的核心观点其实挺直白。这家美国半导体技术机构指出，日本佳能的纳米压印技术在国际半导体领域被视为可匹敌甚至超越EUV曝光机的能力，有可能成为中国芯片突破的关键。

话说到这份上，业内很多做设备的人都开始重新打量这条被冷落多年的技术路线，看看它究竟还有多少空间。纳米压印到底是什么东西，得先讲清楚。

纳米压印光刻用一个带图案的＂印章＂在光刻胶上压出图案，在半导体生产中，它要实现的最终目的和ASML的光刻机一样，就是把掩模上的图案转移到晶圆上。

思路和光学光刻完全不同，一个是拿光去照，一个是拿模具去按，路数上就分了叉。这项技术并不是佳能凭空冒出来的东西。

这条最有希望的纳米级NIL技术在1996年被发明出来，2001年从学术界剥离出来成立了商业公司MII，2014年佳能收购了MII，把它定位成ASML开始向客户研发工厂发货EUV时的备胎方案。

整整十年下来，佳能是唯一还在坚持推进这条路的大厂。到了2023年10月，佳能正式亮出了自己的商业产品。

佳能表示，它的最新机器FPA-1200NZ2C，将能够制造相当于5纳米工艺的半导体，并且可以小到2纳米。这台机器在硬件层面对标的正是ASML最赚钱的那一档EUV，吸引了不少芯片厂的关注。

纸面上看，这台机器的账算得挺漂亮。Kioxia和美光都在他们的研发工厂里演示这台工具，或者和佳能一起跑晶圆，这些潜在客户完全有动力希望NIL能成功，因为这是一个理论上比EUV甚至先进DUV都更便宜的替代方案。

如果真能压低成本，存储厂商第一个愿意上车。价格方面，佳能给出的说法一直挺激进。

佳能公司正计划将其新的基于纳米压印技术的芯片制造设备的价格定为ASML的EUV光刻机的1/10，由于该设备可以用于制造5nm尖端制程芯片，且不是基于光学技术，或将成为中国绕过美国限制来制造尖端制程芯片的可行方案。

光这一点，就够业内人反复琢磨很久。能耗上的账也不难算。

尽管纳米压印技术的芯片制造速度要比传统光刻方式慢，但铠侠在2021年就曾表示，纳米压印技术可大幅减少耗能，并降低设备成本，

原因在于纳米压印技术的制程较为简单，耗电量可压低至EUV技术的10%，并让设备投资降低至仅有EUV设备的40%。

省电这件事，在AI服务器狂吃电的时代，重要性只会越来越大。从技术原理讲，跳过复杂的光源和镜片，本身就是一次思路的转向。

传统的光刻机，包括ASML的EUV，都是用光学方式把电路图案投影到涂有光刻胶的晶圆上，佳能改动了这套已经用了七十年的光学投影技术核心，转成一种类似盖章的技术核心，把掩模像图章一样压在晶圆的光刻胶上，把电路图案印上去。

路径不同，游戏规则也就变了。省下光学部分带来的好处是显而易见的。

这套方案不需要非常复杂、耗电的光源和光学组件，因此佳能纳米压印光刻机的前期价格和运营成本都会比ASML的EUV机器低得多。对预算有限、又想上先进制程的小厂来说，这确实是很有吸引力的选择。

问题也不能忽略。按照这份报告的说法，纳米压印在可预见的未来还无法与EUV光刻抗衡，一系列还看不到明确解决路径的问题挡在它进入前沿芯片制造的路上。

这套设备理论上很美好，落到量产层面就一堆麻烦。最扎眼的一个坑，是掩模的寿命。

最基础的问题之一是掩模也就是模板的耐用性，因为NIL过程涉及物理接触，需要压进晶圆上的光刻胶里，掩模的精细三维结构会承受机械应力、断裂和产生颗粒。

目前实际使用中的掩模寿命只有五十片晶圆左右，尽管厂商宣传能超过十倍这个数字，这就造成了极高的掩模和检测成本。

印章磨得太快，账根本算不平。对准精度是另一个大门槛。

第二个关键问题是套刻，也就是把新一层图案对齐到晶圆上已有层的能力，根据分析，NIL的套刻误差大约是所需水平的四倍，度量学的改进也许能带来喘息，但需要彻底改造佳能NIL工具的架构。逻辑芯片一层套一层，对不齐就等于白干。

产能方面也拖了后腿。虽然NIL的图案化工具成本和功耗看起来占优，但吞吐量相比EUV扫描仪仍然疲软。

比如佳能NIL工具的产能大约是每小时25片晶圆，集群配置下大约每小时100片，而现在的EUV扫描仪至少是它的两倍，ASML还瞄准了几年内每小时400到500片。

从客户那边的反馈更能看清位置。从近两年SPIE的报告里能看到，客户反复提到缺陷是纳米压印最大的弱点，掩模粗糙问题源自用电子束在母版上印小图案，这让20nm以下的特征需要进行间距分割也就是SADP，

客户看到的是NIL分辨率的一个实际极限，结论很清楚，NIL还没准备好走进先进芯片的主舞台。

行业里的实操判断很实诚。存储芯片这一块，倒是给纳米压印留了合适的位置。

在芯片领域，纳米压印光刻不仅擅长制造各种集成电路，更擅长制造3D NAND、DRAM等存储芯片，与微处理器等逻辑电路相比，存储制造商具有严格的成本限制，且对缺陷要求放宽，纳米压印光刻技术与之非常契合。

结构重复度高，图案单一，天然适合＂盖章＂这种方式。这也解释了佳能第一批客户的画像。

佳能建了一家在日本的新工厂，并在存储制造商铠侠那里找到了第一个潜在客户。存储厂商愿意冒险，是因为他们对良率的容忍度更高，从纯粹的降本角度出发，即便有些不足也可以先跑起来。

对中国这条路线的关键，落在了出口管制上。日本的出口管制并没有禁止再出口，这是一个严重的漏洞，通过日本销售的一台佳能NIL工具可以再出口给任何中国先进晶圆厂，理论上这就允许EUV水平的技术进入中国。

这句话相当于把窗户开了一道缝。但佳能自己的态度也很微妙。佳能首席执行官在采访中表示，该设备无法出口到中国。

官方口径是拒绝，实际操作又存在灰色地带，中间的空间对中国厂商来说究竟有多大，还得看后续的政策博弈。

在没有其他好的替代方案的情况下，让中芯国际或者一个华为相关实体去试一试可能是有意义的，简而言之，这是又一个证明为什么日本和荷兰的出口管制豁免应该被消除的例子，他们的出口管制体系，尤其是日本，跟不上节奏。

这段话既是判断，也是给美国政策制定者的提醒。中国国内也没有闲着。

在美国收紧EUV光刻系统及相关技术出口管制的背景下，中国芯片设备行业实现了突破，8月1日，杭州璞璘科技向一个专注于专用芯片制造的客户交付了首台国产半导体级步进重复纳米压印光刻工具，即PL-SR系列。

这是国产纳米压印在设备层面第一次真正走出实验室。这条国产化线的意义值得单独讲。

璞璘PL-SR系列喷墨步进重复纳米压印系统的成功交付，在某种程度上标志着对佳能垄断和西方出口管制的一次突破，PL-SR是一款具有高精度喷墨涂布和对准的光刻系统，能够实现需要精确拼接的工艺。

根据璞璘官方网站，它支持从20毫米×20毫米到完整300毫米12英寸晶圆级区域的均匀模板拼接。

规格能覆盖到全尺寸晶圆，说明已经不是玩具阶段。放在整个产业格局里看，中国的追赶还是有距离的。随着全球半导体供应链变得更加分裂，中国推动构建自主的曝光和加工设备可能会重塑全球竞争格局。

尽管中国在光刻领域仍落后于ASML和佳能这样的全球领先者，像璞璘这样的企业正在成为可信的挑战者，有潜力在特定应用中替代外国工具。

先做替代，再谈超越，这是比较务实的思路。回头看ASML这一边，护城河其实还在加宽。

NIL系统提供的优势，可能挑战当今主导先进芯片制造的1.5亿美元的极紫外光刻扫描仪，如果佳能是对的，它的机器最终将以EUV质量的芯片而只需要一小部分成本。

佳能的方法与EUV系统完全不同，后者由荷兰的ASML独家制造，这家荷兰公司使用一种复杂的工艺，从千瓦级激光轰击熔融锡液滴开始，形成一个以13.5纳米波长发光的等离子体。

技术路径的复杂度不在一个量级。产能上的差距也没有变小。

佳能声称它的系统达到纳米级精度，但在生产中始终保持这一点很困难，然后是吞吐量，也就是一台机器每小时能处理多少晶圆，ASML的高NA EUV工具可以每小时处理超过180片晶圆，一些旧型号接近其两倍。

相比之下佳能最新的NIL系统每小时只能管110片晶圆，使其不太适合大批量芯片生产，至少目前如此。

放到量产账本上，差距一算就出来了。行业主流的判断也基本一致。纳米压印光刻并不被期望取代极紫外光刻，而是在特定应用中作为补充。

虽然NIL在成本和简单性方面有优势，EUV仍然是高性能逻辑芯片的主导技术，因为它能够实现更高的分辨率和集成度，NIL预计将在光子学、生物技术和其他专业市场找到自己的定位。

补充而不是替代，是比较冷静的定位。对中国厂商来说，与其想着一步到位打赢EUV，不如把两条线同时铺开。

在无法取得EUV设备的情况下，纳米压印技术可作为一种可行的替代方案，不过由于其在先进逻辑芯片制造上存在高损耗和低良品率的限制，目前仍难以取代光学微影技术，因此纳米压印主要可作为辅助或备用路线，而光学微影仍然是主流。

佳能推出的FPA-1200NZ2C奈米压印曝光机，硬体能力可支持最小线宽14奈米晶片制造，相当于逻辑晶片的5奈米节点，随著掩模技术提升，该设备理论上可制造2奈米节点的逻辑晶片，且成本远低于艾司摩尔EUV设备。

硬件天花板并不低，能不能落地，就看后续掩模和材料能追到什么程度。这份报告值得被认真读的地方，恰恰在于它没有把话说满。

它一边点出了纳米压印的天花板，一边又指出了这条路线对中国存在实际价值。跟日本企业合作也好，走国产替代路线也好，本质上都是给被卡住脖子的产业多备一条备份线路，多留一分底气。

技术史上的每一次弯道，最后到底会通向哪里，靠的还是能不能耐住性子把工程一寸一寸地磨出来。

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