Литография — основа производства современных микросхем. Но в реальном производстве имеется нюанс: оно упирается не только в технологии, но и в экспортные ограничения. Следовательно, некоторые компании ищут способы переноса рисунка на кремниевые пластины без использования привычных DUV- и EUV-машин или хотя бы с меньшей зависимостью от них.
Китайский стартап Prinano недавно показал свое решение. Компания сообщила о выпуске фотонных чипов на 8-дюймовых кремниевых пластинах без применения DUV-литографии. Вместо нее использовалась собственная наноимпринтная установка, работающая по другому принципу.
Как все это работает
Prinano построила систему PL-AS вокруг вакуумной воздушной подушки. Давление распределяется по всей пластине так, что отклонения не превышают 0,5%. Благодаря этому форма прижимается равномерно в каждой точке, и рисунок переносится без заметных перекосов. Процесс идет сразу по всей пластине, а не по частям, как в последовательных установках.
Разрешение достигает значений ниже 10 нм по ширине линий. Для этого используют специально подобранные двухслойные материалы и свои приемы обработки. После отделения формы на пластине почти не остается лишнего слоя резиста, а толщина того, что остается, меняется меньше, чем на 2 нм. Точность совмещения слоев можно довести до уровня менее 100 нм.
Кварцевая форма с нужным рельефом просто прижимается к слою резиста на пластине. Это принципиально другой путь, если сравнивать с более привычным DUV, где изображение проецируется светом, а потом часто требуется несколько проходов для получения мелких деталей. Здесь обходятся без этих этапов.
Еще в прошлом году Prinano поставила первую промышленную систему серии PL-SR. Она тоже работает по принципу наноимпринта, но использует струйное нанесение резиста и последовательный перенос рисунка по отдельным участкам пластины. Система уже тестировалась при производстве памяти, кремниевых микродисплеев и фотонных компонентов. Полученный опыт компания использовала при разработке новой установки PL-AS.
По оценкам компании, такой подход выходит заметно дешевле привычных DUV-процессов — примерно в 10 раз для похожих задач. Однако если к этому моменту вы прониклись некоторым скепсисом, то это не зря. Просто пока нет открытых данных по выходу годных пластин и плотности дефектов на больших партиях.
Снижаем цены на выделенные серверы в реальном времени
Успейте арендовать со скидкой до 35%, пока лот не ушел другому.
Почему китайцы начали именно с фотонных чипов
Фотонные интегральные схемы работают со светом, а не с электрическими сигналами. В них часто встречаются волноводы, решетки и кольцевые резонаторы — структуры, которые повторяются или имеют регулярный рисунок. Наноимпринт хорошо справляется именно с такими элементами: форма переносит весь рельеф за один прижим, и не нужно каждый раз заново проецировать сложное изображение.
Для фотоники требования к точному совмещению слоев обычно мягче, чем в сложной логике. В отличие от современных процессоров, где ошибка даже в несколько нанометров способна привести к браку, многие фотонные структуры сохраняют работоспособность при небольших отклонениях размеров и взаимного расположения элементов. Поэтому именно фотоника нередко становится одним из первых направлений для внедрения новых производственных технологий.
8-дюймовые пластины здесь до сих пор широко используются, особенно для компонентов оптической связи, различных датчиков и интегрированных фотонных схем. Демонстрация работы на пластине полного диаметра показывает, что технология уже вышла за рамки отдельных лабораторных экспериментов. Это также говорит о том, что разработчикам удалось добиться достаточно равномерного формирования структур по всей поверхности пластины. Так что можно надеяться, что серийное производство уже не за горами.
Метод меньше зависит от идеальной плоскостности подложки по сравнению с жесткой оптической проекцией. Он также позволяет работать с разными материалами без лишних ограничений. В фотонике часто приходится сочетать кремний с другими веществами или пассивными оптическими слоями, и здесь эта гибкость оказывается полезной.
Что дальше
Вероятно, наноимпринт — это пока, скорее, про оптическую связь, датчики, лидары и прочее, но точно не про топовые CPU и GPU. Несмотря на имеющиеся преимущества, технология обладает и ограничениями. Например, совмещение слоев в наноимпринте обычно уступает технологии EUV. При физическом контакте формы с резистом выше вероятность попадания частиц и износа самой формы, поскольку ее ресурс ограничен. Собственно, в этом-то и проявляется ограничение: современные процессоры и ускорители содержат десятки миллиардов транзисторов и требуют многократного совмещения большого числа слоев с предельно высокой точностью. Даже небольшие отклонения могут снизить выход годных кристаллов или ухудшить характеристики готовых изделий.
Но вернемся к датчикам и лидарам. Если наноимпринт позволяет выпускать такие компоненты дешевле и без использования сложного литографического оборудования, он уже способна найти практическое применение.
А чтобы понять, насколько технология готова к широкому использованию, нужны цифры по выходу годных изделий и стабильности процесса на сериях. Пока компания приводит только результаты своей валидации. Следующие шаги, скорее всего, будут связаны с увеличением объемов производства и проверкой на разных материалах резистов и форм.
В целом китайские разработчики развивают сразу несколько путей: улучшают работу с уже имеющимися DUV-машинами через мультипаттернинг, продвигают собственные EUV-прототипы и пробуют альтернативные методы формирования рисунка. Наноимпринт занимает свою нишу именно там, где он даёт ощутимое преимущество по стоимости и простоте для конкретных задач. Посмотрим, насколько хорошо он себя покажет в ближайшем обозримом будущем.
Комментарии (60)
SilverHorse
15.06.2026 15:02Много букв написано, но так и не описано, что же такое этот самый "наноимпринт" и в чем он заключается... Понятно только, что что-то к чему-то прижимается в вакууме, причем как именно рисунок на "штампе" формируется с нужным разрешением - не сказано. Чтобы выштамповать на слое фоторезиста что-то размером 10нм, нужно иметь штамп размером 10нм, но как этот штамп изготовили в отсутствие UV-литографии - непонятно. В википедии есть только куцая статья о сабже, которая мало что проясняет, можно только предположить что 10нм - это точность позиционирования штампов, то есть если применить друг за другом несколько перекрывающихся штампов, элементы в их пересечении будут иметь характерный размер 10нм. Но как таким образом изготавливать сложные перекрывающиеся трехмерные структуры, а не просто двумерные элементы типа волноводов - снова, непонятно. Описания в других статьях из гугла показывают, что NIL это именно что просто вертикальная штамповка с последующим наращиванием субстрата, и опять-таки, процесс изготовления самих штампов никак не описывается... В общем, новость из той же оперы, что и современные квантовые компьютеры - "мы сделали сабж на миллионе кубитов, но мы его никому не покажем и не продемонстрируем, а вы верьте нам на слово, что он у нас есть, и дайте денег".
Kli99
15.06.2026 15:02Штамп можно сделать с помощью электронной литографии. Каждую пластину с её (электронной литографией) помощью обрабатывать можно (теоретически), но очень медленно, поэтому реально не делается.
Из упомянутой статьи в википедии:
"High resolution template patterning can currently be performed by electron beam lithography or focused ion beam patterning; however at the smallest resolution, the throughput is very slow."
strvv
15.06.2026 15:02Вообще-то всё полупроводниковое производство не быстрое. и процессы в сборе идут месяцами. просто запредельная массовка снизила цены и позволила гонку микро, а потом нанометров. Если бы не было чудовищного избытка ресурсов из-за развала восточного блока, вполне бы сейчас хорошо если до уровня П3-П4 доросли и стоили бы они тысячи долларов каждый.
BoltThrower
15.06.2026 15:02Там принципиальная разница в скорости, на порядки. В случае фотолитографии экспонируется вся пластина целиком в течение нескольких минут. В электронной литографии рисунок рисуется одним пучком часами. Да, развивается многопучковая электронная литография, но это всё ещё несопоставимо медленнее. Печатать фотошаблоны по такой технологии оправдано, обрабатывать сами пластины - не рентабельно. Даже при том, что установки для электронной литографии на несколько порядков дешевле и гораздо проще в производстве. И да, АСМЛ их не производит. Купила обанкротившуюся голландскую компанию Mapper Lithography, но о каком-то производстве на их наследии ничего не известно. Любопытно кстати, что этот самый Маппер долго окучивала Роснано, их дочерняя российская компания существует до сих пор.
Moog_Prodigy
15.06.2026 15:02Видимо речь шла о том, что один и тот же чип проходит много раз через степпер. Экспонирование - уезжает в цех, где купается в кислотах, травится лишнее, затем новый фоторезист - и опять в степпер с новой маской, очень упрощенно. Этих масок а значит и проходов может быть овердофига порядка 50-200, от сложности чипа зависит. И по сути чип ездит по фабу несколько месяцев, пока пройдет все процессы (может быстрее но он там не один, сотни тысяч пластин).
С лучевой литографией - дольше. Очень намного дольше, на порядки, вы правильно подметили. Вместо минут экспонироваться будет одна пластина несколько суток, если не неделю.
BoltThrower
15.06.2026 15:02Может и шла, но производить коммерческие чипы настолько медленно не получится. Хотя стоит заметить, что не все операции выполняются по передовому техпроцессу, таких как раз меньшинство, большую часть процедур литографии можно проделать на более грубом оборудовании.
sgnppv
15.06.2026 15:02Меня одного смущает "стартап" и "литография уровня ASML" рядом?
4external
15.06.2026 15:02возможно, речь про ASML 20 летней давности, т.к. по тексту
"Точность совмещения слоев можно довести до уровня менее 100 нм." -- речь там про 2нм, при этом можно случайно подвинуть слой на +- стадион
и "но точно не про топовые CPU и GPU"
Belarus
15.06.2026 15:02Наверно, ведь такие стартапы, которые приблизились к уровню ASML, уже были описаны тут несколько раз. Проблемы у всех них те же - низкая скорость, быстрый износ, высокий процент брака...
Вот когда будет так же быстро и качественно как у ASML, тогда и поговорим.
entze
15.06.2026 15:02Автопром осилили. Осилят и это.
RTFM13
15.06.2026 15:02Китайский автопром это навесить вырвиглазный дизайн и убогую эргономику на готовую платформу от известного автопроизводителя.
Dmitry_604
15.06.2026 15:02Вы отстали от тенденций - судя по новым моделям европейских производителей теперь дизайны и эти мультиэкранные "эргономичные" салоны берут уже от китайских машин.
RTFM13
15.06.2026 15:02Это вы отстали от тенденций, американцы на луну высадились еще в 1969м.
При чем тут европейские, если мы про китай говорим?
Кроме того, мне пока не попадались. Т.е. всякие тачскрины и сенсорные кнопки встречались, но не массово и вроде ими уже наелись. Но в нормальных машинах хотябы сидишь как в машине. А в китайской сразу чувствуется что салон проектировали для пластикового манекена, а не для человека. И вообще она всем своим видом создаёт ощущение игрушки - модель для склейки в мастабе 1:1.
Dmitry_604
15.06.2026 15:02Так я и сравниваю что вижу в новых моделях, которые пошли по китайскому сценарию, а не хвалю китайцев, сам пока не готов их брать. Посмотрите на новые серии ауди обзоры, или бмв (ну тут вообще с дизайнами внешними беда имхо началась). А сидеть возможно и удобнее будет, это факт, но нажимать экран - вряд ли.
didenis
15.06.2026 15:02Китай нашел способ выпускать чипы без литографов ASML
Нужно всего лишь взять простой советский...
VasVovec
15.06.2026 15:02Только мне одному словосочетание "вакуумной воздушной подушки" напомнило кота Шредингера? Кто-нибудь может поделиться описанием или ссылкой на такое описание?
kexibq_cbo
15.06.2026 15:02пока не украдут китайцы ничего нормально не сделают. не украли, если не сделали, не надо вбросы кидать
damnpier
15.06.2026 15:02Любопытно, насколько плохо сейчас с фотоникой в России? Полный "белый пушистый зверёк", или ещё не полный? Знающие, просветите.
neo36
15.06.2026 15:02регулярные конференции что гуглятся: холоэкспо, фотоника мифи
Фотоника в РФ все ещё довольно сильна: из ведущих вузов двигают наука ИТМО , Баумана, МФТИ, МИФИ (МГУ вроде не особо, хотя не шарю может.. по тезисам конференций можно загуглить)
neo36
15.06.2026 15:02Так литография таки нужна на 0-м шаге который автор якобы не заметно пропускает. Самая первая мастер-пластина откуда возьмётся?
Скорее всего первая мастер пластина получена электронной литографией, как пишет @SilverHorse выше. Автор же не особо вникая перевел статью в которой вероятно считается что тех процесс разделен: один завод делает мастер пластины, другой штампует чипы (теперь без литографии)
koshkoshka2
15.06.2026 15:02А неужели они не могут начхать на авторские права и скопировать машины ASML?
Aelliari
15.06.2026 15:02Технологический барьер является серьезным препятствием, нет сопутствующих технологий - нет оборудования даже если ты примерно знаешь «как». EUV-степперы буквально самое сложное оборудование которое создано человечеством. И оно сильно зависит от международных цепочек поставок. ASML производит их не в одиночку, в целом, ни одна страна в одиночку пока не вытянет
entze
15.06.2026 15:02Могут и делают. Был скандал с получением ими б/у машины и попыткой реверса. В результате машина сломалась и пришлось звать официалов.
ASML-Заменитель идентичный натуральному собрали, но не как промышленное решение.
Aelliari
15.06.2026 15:02ASML-Заменитель идентичный натуральному собрали
Ссылку можно? Я таких новостей не помню
AKudinov
15.06.2026 15:02вакуумной воздушной подушки
Я чуть моск об это не сломал.
Moog_Prodigy
15.06.2026 15:02Старая технология, вакуум под давлением подается и на этом все работает. Еще в радиолампы придумали вакуум закачивать.
ksbes
15.06.2026 15:02Тото же на заводе видел цистерну примерно на пару кубометров вакуума - так и возили из цеха к вакуумному насосу и обратно, когда весь ваккуум из линии вытек!
(Если не считать что “вытек” - то на полном серьёзе. Зачем останавливать производство на время ремонта, если можно не останавливать?)
Moog_Prodigy
15.06.2026 15:02
Вот машина с красной цистерной вакуума. И шланг для закачки прилагается.
Есть еще синие цистерны - там прям жоский вакуум, для лабораторий и военных. Он под особо большое давление, увидели на дороге - сверните, подождать пока проедет. Это уже не шутки и не T-1000 в жидком азоте, да - тут он сжиженный под высоким давлением, иначе бы зачем ребра жесткости снаружи а не в нутрии?
pantuhinaleksey877
15.06.2026 15:02Если население земли сократится в 2-3 раза то уровень жизни основной массы населения будет на уровне 19 -го века, только непрерывный прирост населения на млрд. человек, позволит сделать качественный скачёк в технологиях и заселении космоса.
geher
15.06.2026 15:02Уровень жизни основной массы населения Земли и в наше время не факт, что на уровне 19 века, может и еще хуже. Прирост населения сам по себе ничего не дает, кроме дешевых ресурсов, включая собственно труд людей (больше людей, меньше стоимость их труда), а при стремительном старении населения технологически развитых стран, особой пользы от того не случится.
С другой стороны, если сокращение населения в основном происходит за счет технологически развитых стран, то замедлится развитие технологий, если за счет неразвитых, сильно подорожают ресурсы. И тогда да, с развитием технологий и заселением космоса таки придется подождать.
RTFM13
15.06.2026 15:02если за счет неразвитых, сильно подорожают ресурсы.
каким образом?
geher
15.06.2026 15:02А кто их будет добывать в нужном количестве за смешную зарплату?
RTFM13
15.06.2026 15:02В добыче занято микроскопическое количество людей. И оно продолжает падать. Даже при смешной з/п они проигрывают автоматизации и механизации.
geher
15.06.2026 15:02В добыче занято огромное количество людей, и далеко не всех из них способна заменить автоматизация вкупе с механизацией. Просто сегодня большинство занятых в добыче не кайлом машет.
emiliasokol
15.06.2026 15:02Самое интересное в этой истории не сам наноимпринт, а вопрос изготовления мастер-форм. Если для их производства всё равно нужна высокоточная литография, то зависимость от сложного оборудования никуда полностью не исчезает
ksbes
15.06.2026 15:02При изготовлении принт форм - можно не торопится и использовать всякие “обходные пути”. Вроде многократного экспонирования, или вообще электроным лучом рисовать, или там микрорезцом - в лабораториях есть способы, которые слишком медленные и дорогия для массового производства. Но вполне себе приемлемы для шаблона, который тиражируется сотни, а то и тысячи раз.
amphasis
Китай нашёл способ выпускать без ASML чипы, для которых не нужна литография от ASML
SWATOPLUS
Ну надо же как-то привлечь внимание. Серваке сами себя продавать не будут.
Hlad
Технически - Россия тоже нашла способ выпускать чипы без ASML. Достаточно просто делать чипы по 350 -микронной технологии.
Faz
Толщина — это хорошо. Толщина — это надежность.
strvv
Ну скажем, большая часть электроники, авто, силовой и прочей осталось в этих нормах, да и те же интеграловские кристаллы многие до 2022 года под своими именами корпусировали, так как заказы есть на поставку, а фабрик под такое дело уже нет, а контракты есть контракты. Не всё ограничивается вычислительными кристалами, в компе их хорошо если 30-40% от общего количества, не забудьте питалово, имс интерфейсов и прочие.
AKudinov
Не соглашусь с Вами. Банальный STM32 -- это уже 90-65нм. Быстрые интерфейсы (DDR, GMII, LVDS и т.п.) на толстых технологиях тоже не сделать. Кажется, что на 180нм в размеры кристалла, которые можно нормально массово изготовить, влезает микроконтроллер уровня PIC18 вместе с периферией, не более. Тупо геометрические размеры.
Кажется, что гораздо большей проблемой для российской микроэлектроники является нормальная флэш-память. Вроде, как-то на EEPROM выкручиваются.
Aelliari
Это все логика, но отрасль активно потребляет и другие микросхемы. В том числе и аналоговые микросхемы, и дискретные элементы
Логика и память (особенно bleeding edge со своими «единицами нанометров») забирают большую часть денег. Но это ещё не вся отрасль
Hlad
350нм банально дороже: заготовка по цене одна и та же, а влезает туда разное количество кристаллов. Так что в этих нормах уже мало что осталось. Другое дело - что на 350нм можно вполне себе жить.
Aelliari
Высоковольтные опции техпроцесса никуда не делись
TsarS
Потребители этих самых кристаллов не люди же, а производства. Например, стиральных машин или холодильников или смартфонов. А их нет. И пихать их некуда какого бы размера они не были. А если поехать в Китай и сказать: "А давайте вы в свою стиральную машину будете пихать чип, который мы вам привезем, под это всё перестроите", ну выйдет очень дорого.
gres_84
Наши микросхемы - самые большие микросхемы в мире!
Meliffarorus
если не ошибаюсь у России 90 нм
Hlad
Насчёт "микроны/нанометры" - признаю косяк (это с каких-то древних лет осталось - что техпроцесс 0,35 микрон, вот и написал "микроны" по привычке). Но воспроизводимых 90нм у России нет. Только 350. Есть буквально одно производство, которое может некоторые вещи делать по техпроцессу 90нм, но если там произойдёт какой-нибудь хлопок из-за падения каких-нибудь обломков - новую линию на 90нм взять будет негде.
Mamonthful
Есть 2 линии: на 90 и 180 ни, 20+ летней выдержки.