จีนอ้างผลิตชิปโฟโตนิกด้วยเทคโนโลยี Nanoimprint สำเร็จ ลดต้นทุนเหลือเพียง 10% ของ DUV ไม่ต้องพึ่งเครื่อง ASML

บริษัทสตาร์ทอัปด้านเซมิคอนดักเตอร์ของจีน Prinano หรือ Qingxin Semiconductor ประกาศความสำเร็จในการผลิตชิปโฟโตนิก (Photonic Chip) บนเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วด้วยเทคโนโลยี Nanoimprint Lithography (NIL) พร้อมระบุว่าสามารถลดต้นทุนการผลิตลงเหลือเพียงประมาณ 10% ของกระบวนการผลิตแบบ DUV ดั้งเดิม และไม่จำเป็นต้องพึ่งพาเครื่องลิโทกราฟีจาก ASML

ความเคลื่อนไหวดังกล่าวเกิดขึ้นท่ามกลางมาตรการควบคุมการส่งออกเครื่องผลิตชิปขั้นสูงจากสหรัฐฯ และชาติตะวันตก ที่จำกัดการเข้าถึงเครื่อง DUV และ EUV ของจีนอย่างต่อเนื่อง

เปลี่ยนจาก "ฉายแสง" เป็น "ปั๊มลาย"

โดยปกติแล้วการผลิตเซมิคอนดักเตอร์จะใช้กระบวนการ Photolithography ที่อาศัยระบบเลนส์และแหล่งกำเนิดแสงประสิทธิภาพสูงในการถ่ายทอดลวดลายวงจรลงบนเวเฟอร์ ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่มีต้นทุนสูงมาก

อย่างไรก็ตาม Prinano เลือกใช้แนวทางที่แตกต่างผ่านแพลตฟอร์ม PL-AS Vacuum Air-Cushion Nanoimprint Platform ซึ่งทำงานคล้ายการประทับตราขนาดนาโน โดยใช้แม่พิมพ์กดลวดลายโครงสร้างระดับนาโนเมตรลงบนพื้นผิวเวเฟอร์ที่เคลือบสารไวแสงไว้โดยตรง

แนวทางดังกล่าวช่วยลดความจำเป็นในการใช้ระบบออปติกที่ซับซ้อนและเลเซอร์กำลังสูง ซึ่งเป็นส่วนที่มีต้นทุนแพงที่สุดของเครื่อง DUV และ EUV

เคลมรองรับต่ำกว่า 10 นาโนเมตร

บริษัทระบุว่าเทคโนโลยีของตนสามารถรองรับความละเอียดระดับ ต่ำกว่า 10 นาโนเมตร (Sub-10nm) พร้อมควบคุมแรงกดบนเวเฟอร์ให้มีความสม่ำเสมอภายใน 0.5%

นอกจากนี้ยังสามารถควบคุมชั้นวัสดุคงเหลือหลังการพิมพ์ (Residual Layer) ให้มีความหนาต่ำกว่า 2 นาโนเมตร และรองรับการผลิตในระดับเวเฟอร์เต็มแผ่นได้

ท้าชน Canon ในตลาด Nanoimprint

ปัจจุบันหนึ่งในผู้เล่นสำคัญด้าน Nanoimprint Lithography คือ Canon ซึ่งใช้วิธี Step-and-Repeat หรือการพิมพ์ทีละส่วนบนเวเฟอร์

แต่ Prinano อ้างว่าเทคโนโลยีของตนใช้การกดลวดลายบนเวเฟอร์ทั้งแผ่นพร้อมกัน ทำให้มีประสิทธิภาพด้านปริมาณการผลิต (Throughput) สูงกว่า และอาจกลายเป็นคู่แข่งรายสำคัญของผู้ผลิตจากญี่ปุ่นในอนาคต

ผู้เชี่ยวชาญยังคงตั้งคำถาม

แม้ประกาศดังกล่าวจะได้รับความสนใจอย่างมาก แต่ผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมยังคงแสดงความระมัดระวังต่อคำกล่าวอ้างนี้

Nanoimprint Lithography มีศักยภาพสูงสำหรับการผลิตชิปประเภทหน่วยความจำ เช่น NAND Flash รวมถึงชิปโฟโตนิกที่มีโครงสร้างค่อนข้างเฉพาะทาง แต่การนำไปใช้กับชิปตรรกะประสิทธิภาพสูง (High-End Logic Chips) ยังต้องเผชิญความท้าทายหลายด้าน ทั้งเรื่องอัตราผลผลิต (Yield), อายุการใช้งานของแม่พิมพ์ และความแม่นยำในการจัดตำแหน่งลวดลายหลายชั้น

หากเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถพิสูจน์ความสามารถในการผลิตเชิงพาณิชย์ได้จริง อาจเป็นอีกหนึ่งแนวทางสำคัญที่ช่วยให้จีนลดการพึ่งพาเทคโนโลยีการผลิตชิปจากต่างประเทศในอนาคต

ที่มา: HKEPC