最近有个关于中国半导体的消息：

8 月初，杭州普林科技造出了国内第一台能用于半导体生产的纳米压印设备，它能做出线宽小于 10 纳米的结构。

这一精度水平有多高？目前国际领先的 ASML 公司，其最先进的 UV 光刻机线宽极限为8 纳米。

从这一指标看，该设备已接近国际顶尖水平。

一直以来，光刻机是半导体领域的关键设备，尤其是先进的 EUV 光刻机，技术门槛高且供应集中。

纳米压印技术的突破，是否能成为传统光刻技术的替代方案？这需要从技术本身说起。

纳米压印的技术原理

1995 年，华人科学家周裕在普林斯顿大学首次提出纳米压印概念，原理并不复杂：先制作带图案的 “印章”（模板），将其按压在涂有特殊胶水（压印胶）的材料上，通过加热、加压或紫外线照射让胶水固化，最后取下 “印章”，图案便被复制下来。

这与日常盖邮戳的过程类似，只是操作发生在纳米尺度。

根据操作方式，纳米压印主要分为三类：

• 热压印：类似信封蜡封，将 “印章” 压在遇热变软的胶水上，加热使胶水填满纹路，冷却固化后取下。精度可达5 纳米级别。

• 紫外压印：常温操作，使用遇紫外线固化的胶水，几秒内即可完成固化。精度约10 纳米，优势是效率高。

• 微接触印刷：用特殊材料制作 “印章”，沾上分子溶液后按压在镀金基片上，通过化学处理转移图案。精度较低，约35 纳米。

目前半导体级设备（如普林科技、日本佳能产品）多采用紫外压印技术，因其支持 “步进式” 操作，可快速处理 8 英寸或 12 英寸晶圆，效率远高于热压印（需反复升降温，难以保证均匀性），在精度与效率间实现了平衡。

纳米压印的优劣势分析

单从精度看，纳米压印已接近 EUV 光刻机，但替代传统光刻技术仍面临挑战。

优势方面：

• 成本与能耗更低：EUV 光刻机功率达1-1.4 兆瓦，每天耗电约3 万度；纳米压印设备功率仅100-200 千瓦，为前者的 1/10。据日经新闻报道，其可降低40% 制造成本、90% 电费。

• 技术壁垒较低：精度仅取决于模板质量，不受光源波长、镜头等光学部件限制，理论上更易突破。

劣势同样明显：

• 缺陷率较高：“接触式” 操作易引入杂质、造成模板磨损或压印不均，紫外压印因无加热过程，气泡控制难度更大。

• 对齐精度不足：先进芯片需多层图案叠加，普林科技设备对齐精度约50 纳米，而 EUV 光刻机可达1 纳米级别，差距显著。

• 生产效率与兼容性有限：ASML 先进 UV 光刻机每小时可处理175-220 片晶圆，纳米压印设备不足100 片；现有产线为传统光刻设计，更换技术需重新投入百亿美元及长期验证，企业难以轻易尝试。

纳米压印的应用与产业格局

尽管存在局限，纳米压印在特定领域已实现应用，如存储芯片、光学零件、LED等，这些领域对对齐精度要求较低，更看重成本与效率，其优势可充分发挥。

全球能生产半导体级纳米压印设备的厂商较少：

• 国际厂商包括日本佳能、奥地利 EV Group、德国 SUSS MicroTec 等。

• 国内此前长期空白，普林科技的突破填补了这一缺口。其创始人师从周裕，技术传承清晰。

技术突破与未来潜力

纳米压印能否替代 EUV 用于逻辑芯片生产？可能性较低，但有望成为重要辅助技术，在成本敏感、精度要求不极端的场景中发挥性价比优势。

对中国而言，这一技术突破打破了国外垄断，提供了新的技术路径，多线并行有助于半导体产业发展。对押注该技术的日本企业而言，凭借其实现对 EUV 的超越，难度较大。

总体来看，普林科技的成果是中国半导体设备领域的重要进展。

尽管目前无法完全替代传统光刻技术，但作为低成本、高潜力的新技术，它为行业带来了更多可能性。随着工艺成熟，其在半导体产业中的作用或将逐步提升。