想要制作出一枚芯片，必須要有一臺***。但美國跟荷蘭和日本聯手，對中國的光刻產品進行了限制，這對我國的芯片工業，打擊非常大。

期待美國不再對我國實施制裁，這顯然是不現實的。所以，我們唯一能做的，就是爭取在技術上取得突破。

納米壓印是微納工藝中最具發展潛力的第三代光刻工藝，是最有希望取代極紫外光的新一代工藝。最近，海力士公司從佳能購買了一套奈米壓印機，進行了大規模生產，并取得了不錯的效果。

另外一家記憶體巨擘三星，為應對多模式制程帶來的高成本，除了引入 EUV***外，已發展出3-4種制程方法，其中就有納米壓印。

什么是納米壓印技術？

在我們的日常生活中，芯片是必不可少的，無論是移動電話、計算機、電視機還是電冰箱，它都是用來工作的。隨著生產技術的進步，我們對芯片的要求也就更高，對于芯片的制造技術的突破也就越需要。

近幾十年來，隨著深紫外和極紫外***的出現，到現在為止工業正在朝著奈米的極限前進，而現在工業所倚重的光刻技術也有它的限制。

目前光學光刻技術采用的是2 D圖形的方法，這對設計的版面造成了很大的制約。并且因為精度的限制，必須使用多次曝光技術，才能暴露出更加精確的晶片線路。

此外，目前光刻技術主要是通過縮短光源的波長來提升光刻的分辨率，光刻光源波長變短，導致光刻裝備研發的困難與成本呈幾何倍數增加，與近25年來發展的規模效應不相符。鑒于光學光刻工藝的局限性，將目光投向了納米壓印光刻工藝。

20世紀90年代出現了納米壓印技術，其基本原理是利用納米圖形模板壓在聚合物上進行模壓成型，實現納米圖形的加工。這種方法對光學系統的分辨能力沒有很大的影響，可以突破光的衍射極限。

與傳統的掩膜光刻技術相比，納米壓印技術既可以實現平面2 D結構的制備，又可以實現準3D結構的精確控制，為器件的設計與性能調節提供了更多的自由度。

最早的奈米壓印，是用一塊小面積的扁平版面，一次又一次的逐級壓印。微納光學和光電產業對大尺寸器件的應用要求日益清晰，研究大尺寸、高精度、高精度、高精度、高精度的加工技術已成為必然。

其中，高分子材料種類多、功能多、可量身定做等特點，可以在微納光學和光電領域得到廣泛的應用。同時，納米壓印技術可以快速、低成本地實現各種高分子材料的可控構筑，是實現大面積圖案化的重要手段。

隨著納米壓印圖形化效率與模板加工能力的持續擴大，各類大面積納米壓印技術也在不斷被開發出來。已逐漸從利用大面積模板進行平板對平板納米壓印，發展為卷對平板、卷對卷形式的連續納米壓印。

因其生產要求的不同，其生產要素如壓印材料、制版方法、施壓方法等亦有不同的發展。傳統光刻技術，例如深紫外光刻和電子束光刻，在加工分辨率、精度、面積、成本和可加工材料等方面都難以同時滿足要求。因此，開發大尺寸微納加工工藝一直是工業界關注的熱點問題。

此項技術的應用

伴隨著納米壓印技術的持續發展，它的應用范圍也越來越廣，從最初的以集成電路為主，不斷追求更小的線寬，到現在工藝逐漸擴展和成熟，納米壓印技術已被應用在了光學器件、存儲器、柔性器件、生物傳感器等多個領域。

2018年，科學家提出了一種基于柔性納米壓印光刻的可調頻段濾光片的制備方法。2019年，由首次提出了一種將納米壓印技術與等離子體灰化相結合的新方法。在此基礎上，制備出大面積、高消光比、大接收角、結構簡單的單層金屬納米光柵石英偏振濾波器。

此外，本項目擬采用納米壓印光刻技術在電化學生物傳感器件表面構筑納米結構，以提高檢測靈敏度，并可規?；苽浼{米結構電極。

由于具有高靈敏度、高選擇性、低成本、反應速度快等優點，許多研究者都在努力發展基于導電高分子的電化學生物傳感器。經過20多年的發展，納米壓印已經成為新一代光刻技術的主要發展方向。

納米壓印技術由于不受限于暴露波長，具有工藝簡單、效率高、成本低、圖案清晰度高等優點，在納米尺度上具有獨特的優勢，在生物、微加工、電子學和光學等領域具有廣闊的應用前景。

奈米壓印的制程并不規范，限制了奈米壓印的產業應用與發展。另外，高分辨率、高周期特性的模板的制備也是制約納米壓印廣泛應用的瓶頸。

但是，我們不能否認，在眾多科研人員的不斷努力下，納米壓印技術已經從一開始的實驗室研究，逐漸走向了更高的層次。

走上了工業化之路。

在不遠的未來，奈米壓印技術將會被直接應用于 VLSI的制造，而成為奈米制程的第一選擇。

目前已經有日本，美國，瑞典，德國的公司生產出了納米壓印光刻裝置，其中有幾個已經實現了15 nm制程。

奈米壓印光刻技術的發展，也得到了世界上所有國家的認同，不但有普林斯頓大學，德克薩斯大學，哈佛大學，密西根大學。

還有阿斯麥，臺積電，三星，摩托羅拉，惠普，這些世界上最頂尖的國家，都對此技術不斷加大投資。

與國外先進國家比較，中國的納米壓印產業雖然起步比較晚，但是卻有了很大的發展空間。近兩年來，很多初創公司都得到了資本的青睞。

三、取代***是否靠譜？

人的一根發絲，大概是六萬納米左右，通過這兩個數字的對比，我想大家應該能更好地理解晶體管的長度。

在芯片的尺寸不變的情況下，越是細小的晶體管，就越是能夠容納更多的晶體管。打個比方，5納米級的晶片，就能攜帶一百五十三億個以上的晶體管，是很多電子產品的核心部件。

越多的晶體管，就代表著每一顆晶體管都可以承載更多的信息，同時也代表著每一個晶體管所需要的信息，以及對信息進行處理與反饋所需要的時間，這也就意味著，這個裝置能夠完成的功能也就更多了。

例如在執行相同的功能時，5 nm的芯片的能耗要比7 nm低30%，而在同等功耗時，5 nm的芯片的性能要高出15%，可以延長設備的待機時間，加快信息的處理和反饋速度。

當你點開一部手機，看到它的核心處理器顯示為驍龍888高通，那就說明它使用的是5 nm制程工藝。

十多年前，計算機還是方盒子，如今已成為超薄大屏，手機也從大哥大發展到輕薄耐用的智能機，并完成了從2 G到5 G的蛻變，而這一切都與晶體管直徑的減小和芯片制造技術的進步密不可分。

當然，當前的奈米壓印技術仍有許多可以提升的地方，其中也有許多技術上的不足之處。首先，這種印刷工藝對生產環境的要求很高，必須在絕對無塵的環境中進行。

由于納米壓印技術的要求很高，所以在壓印過程中，只要有一點微小的粉塵，就會對壓印效果產生很大的影響。

目前，國內印刷的良品率還不到60%，印刷時所使用的膠片也是5-6次就要做一次新的，這對成品的質量也有很大的影響。

另外，奈米壓印是以一種光阻劑來復制樣品，若操作不當，可能造成膠液不均勻，造成微小誤差。另外，在脫模過程中還會有一些不易除去的底膠殘留。

在這樣的情況下，除了復制的模板不能用之外，樣品上的殘留也要處理，一個處理不好，樣品就不能用了。這就是印刷工藝中的一些問題。

***是芯片制造中不可或缺的一環，盡管納米壓印技術能夠在一定程度上代替***的功能，但目前國內納米壓印技術仍有諸多缺陷，無法完全代替***。

但是這也是未來一個發展方向，任何技術在剛開始發展的階段都是不成熟的，這需要我們的重視，不斷改進。

這項技術在中國仍有一定的潛力可以得到較好的發展，尤其是在一些低成本的晶片領域，前景廣闊。

然而，要在這一技術上有所突破，僅靠“刻版印刷”還遠遠不夠，還需要對材料、工藝等方面的進一步研究與創新。

結語

近幾年，美國對我們的科技和經濟制裁不斷加劇，這已經上升到了美國的國策，對此我們對外部環境不要抱有太多的幻想。

我們唯一能做的就是突破技術的封鎖，即使納米壓印技術有好的發展，我們也要認真鉆研才行。從來沒有什么彎道超車，有的只是迎難而上。

編輯：黃飛

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