
日本半導體製造領域正在湧現新的機會。佳能公司耗時近20年,不斷完善奈米壓印技術,使用模具而非光刻來雕刻電路。儘管ASML的EUV設備造價超過1.5億美元,佳能卻以十分之一的成本挑戰5奈米製程。在即將於12月舉行的2025年日本半導體展(SEMICON Japan 2025)上,佳能集團將展示在人工智慧時代,半導體製造的全新發展路徑。技術創新並不一定意味著追求尖端技術。
佳能、佳能安納瓦和佳能機械將參加於2025年12月17日至19日在東京國際展覽中心(Tokyo Big Sight)舉辦的日本國際半導體產業展覽會(SEMICON Japan 2025) 。屆時,他們將展出採用奈米壓印技術的前端半導體製造設備FPA-1200NZ2C 、用於後端製程的FPA-5520iV LF2選件曝光設備以及MREAL混合實境系統。佳能安納瓦將展示其榮獲2025年iF設計獎產品類金獎的Adastra系列沉積設備樣機以及BC7300原子擴散鍵合設備。佳能機械將示範相容於12吋晶圓的BESTEM-D610晶片鍵合機。佳能設定了在 2050 年實現整個產品生命週期內二氧化碳淨零排放的目標,並將推出諸如 UV-LED 曝光選項等環保措施。
從:
佳能將亮相2025年日本半導體展(SEMICON Japan 2025),展示其為因應半導體製造多元化和環保措施而研發的設備。
【社論】
佳能集團將於12月在日本半導體展(SEMICON Japan)上展示的半導體製造設備不僅僅是一系列產品。它更是一個重要訊號,顯示日本企業正在如何因應生成式人工智慧需求所帶來的半導體製造結構性變革。
半導體產業正處於前所未有的轉折點。根據彭博產業研究預測,到2033年,先進封裝市場規模預計將成長八倍,達到805億美元,複合年增長率高達26%。這主要得益於人工智慧晶片的龐大需求,這種需求最初源自於資料中心,如今正擴展到個人電腦、智慧型手機和汽車等領域。
佳能對奈米壓印光刻(NIL)技術的重視可被視為對此變化的策略性應對。傳統的曝光設備使用光來轉移圖案,而NIL則採用完全不同的方法,透過將模具直接壓在基板上來形成電路圖案。 ASML的EUV設備造價超過1.5億美元,而佳能聲稱NIL能夠以「低一個數量級」的成本支援5nm工藝,並且可以降低高達90%的功耗。
2025年7月,佳能時隔21年在宇都宮開設了第一家新工廠,投資500億日元,產能提升50%。該公司計劃在未來三到五年內每年銷售10到20台NIL設備。 2024年9月,佳能向德州電子研究所(Texas Electronics Research Institute)交付了首批設備,該研究所的其他成員還包括英特爾和三星。這標誌著佳能向該技術的商業化邁出了重要一步。
然而,奈米壓印光刻技術仍面臨挑戰。業內專家指出,大規模生產所需的良率必須提高到接近90% 。此外,將其整合到針對極紫外光刻技術優化的現有製造流程中也並非易事。佳能本身也承認,“在達到大規模生產所需的水平之前,我們仍然面臨許多挑戰。”
同時,佳能安耐華展出的Adastra系列沉積系統在2025年3月的iF設計大獎中榮獲最高獎項-金獎。該系統的最大特點是其節省空間的設計。在半導體工廠中,佔地面積與成本直接相關,因此能夠在相同面積內容納更多設備意味著生產效率的顯著提升。
後端設備組合同樣不容忽視。先進封裝技術已成為提升半導體效能的關鍵領域。根據IDC預測,台積電的CoWoS(晶圓級封裝)產能計畫從2024年的33萬片增加到2025年的66萬片,以滿足英偉達、AMD和博通等客戶的強勁需求。
佳能機械的晶片鍵合機BESTEM-D610旨在滿足日益增長的先進封裝需求。它相容於12吋晶圓,符合業界晶圓直徑不斷增大的趨勢。
環保措施也是一大亮點。佳能已設定目標,力爭在2050年前實現產品全生命週期的淨零二氧化碳排放。 UV -LED曝光選項不使用傳統的汞燈,因此同時實現了無汞和節能。從資源回收的角度來看,這項延長設備使用壽命的技術也值得關注。
超過1200家公司將參加2025年日本半導體展( SEMICON Japan 2025),該展會也將同期舉辦先進封裝晶片高峰會(APCS)。此次峰會將匯聚人工智慧半導體、量子運算以及光子學與電子學融合等下一代技術,當時佳能集團將獲得怎樣的反響,值得關注。
從長遠來看,半導體製造設備市場的競爭格局正在改變。雖然ASML在EUV市場佔據絕對份額,但佳能卻選擇了不同的技術發展路徑。如果奈米壓印微影(NIL)技術最終實現量產,可能會顯著改變先進半導體製造的成本結構,並有可能吸引新的市場參與者。
日本半導體設備產業在2024年實現了創紀錄的4.5兆日圓出口額。佳能集團面臨的挑戰或許會成為推動這一成長動能進一步加速的動力。奈米壓印技術究竟會成為顛覆性技術,還是只限於特定應用的小眾技術? 2025年日本半導體展(SEMICON Japan 2025)的反應或許能為我們揭示答案。
[術語]
奈米壓印光刻(NIL)
這是一種半導體製造技術,它透過將模具直接壓在基板上來形成電路圖案。與傳統的光學光刻技術不同,它不需要光學系統,因此能夠以低成本形成精細圖案。佳能公司已研發這項技術約20年,並於2023年將其商業化。
EUV(極紫外線)光刻技術<br>一種尖端的半導體曝光技術,使用波長為13.5奈米的極紫外光。該設備由荷蘭ASML公司獨家生產,價格昂貴,每台超過1.5億美元,但對於5奈米以下的先進製程而言至關重要。
先進封裝(Advanced Packaging) <br>將多個晶片整合到單一封裝中的技術總稱。包括 2.5D、3D 堆疊和晶片組封裝技術。它正迅速發展成為提升人工智慧和高效能運算晶片效能的關鍵技術。
CoWoS(晶圓上基板晶片)
台積電先進的 2.5D/3D 封裝技術將處理器和 HBM(高頻寬記憶體)整合在同一包裝中,顯著提高了資料傳輸速度。
薄膜沉積設備<br>一種用於半導體製造的設備,用於在晶圓表面形成薄膜。根據應用的不同,它可用於沉積金屬薄膜、絕緣薄膜和介電薄膜等材料。
原子擴散鍵結<br>一種在原子尺度上將晶圓鍵結在一起的技術。用於3D堆疊封裝,以提高晶片間連接密度並最大限度地減少訊號延遲。
晶片鍵合機<br>將半導體晶片(晶片)安裝到基板和封裝體上的設備。這是後處理製程的重要環節之一,需要高精度的定位和鍵結。
真實
佳能公司開發的混合實境(MR)系統。透過將電腦生成的圖像疊加到現實世界中,該系統用於設計驗證和製造過程可視化。
HBM(高頻寬記憶體)
高頻寬記憶體(High Bandwidth Memory)的縮寫。與傳統的DDR記憶體相比,它具有更高的資料傳輸速度和更低的功耗。它廣泛應用於人工智慧和高效能運算晶片中。
小晶片<br>一種設計技術,它透過組合多個小型晶片(小晶片)來建構系統,這些小型晶片被劃分為不同的功能模組,而不是使用單一大型晶片。這有望降低製造成本並提高良率。
[參考連結]
佳能公司(外部)
該公司是一家綜合影像公司,以其相機和印表機而聞名,近年來一直在加強其半導體製造設備業務。
佳能安納瓦公司(外部)
佳能集團旗下的半導體製造設備製造商,主要經營真空薄膜沉積設備及蝕刻設備。
佳能機械株式會社(外部)
佳能集團旗下的一家公司,生產半導體製造設備,特別是後處理設備。
日本半導體展2025官方網站(外部連結)
日本最大的半導體產業展覽會,每年12月在東京國際展覽中心舉行。
SEMI(國際半導體設備與材料協會) (外部)
代表全球半導體和電子產品製造供應鏈的國際產業協會。
台積電(台灣半導體製造股份有限公司) (外部)
全球最大的半導體代工製造商,也是 CoWoS 等先進封裝技術的領導者。
iF國際論壇設計(外部)
iF設計獎是成立於1953年的德國設計獎項機構,也是世界三大設計獎之一。
[參考文章]
佳能押注奈米壓印技術:日本新廠瞄準先進晶片製造(外部報道)
佳能位於宇都宮的新工廠詳細介紹了500億日圓的投資,目標是到2027年實現年產能超過300套系統。
佳能推出奈米壓印光刻技術,與 EUV 光刻技術競爭-IEEE Spectrum (外部連結)
本文對奈米壓印技術進行了詳細的技術說明。據報道,該技術能夠以比極紫外光刻(EUV)更低的成本形成14nm電路圖案。
佳能向美國某研究所交付首台奈米壓印光刻設備 | Tom's Hardware (外部連結)
據報道,2024年9月,首批NIL設備將交付給德州電子研究所。英特爾和三星參與了一項示範實驗。
先進半導體封裝市場規模到2033年或將達到800億美元 | 彭博社(外部連結)
預計到 2033 年,先進封裝市場將成長八倍,達到 805 億美元,複合年增長率為 26%。
佳能連續第31年榮獲iF設計獎 | 佳能全球(外部連結)
2025 年 3 月,佳能 Anelva 的 Adastra 系列被宣佈為 2025 年 iF 設計獎金獎的得主。
IDC:人工智慧驅動全球半導體市場2025年將成長15% (外部數據)
預計到 2025 年,半導體市場將成長超過 15%。台積電計畫在 2025 年將其 CoWoS 晶圓產能翻一番,達到 66 萬片。
SEMICON Japan 2025 將聚焦於人工智慧和半導體創新領域的永續發展 | SEMI (外部連結)
2025 年日本國際半導體展概覽。超過 1200 家參展商以及共同舉辦的活動 APCS 和 ADIS 的詳細資訊。
[編者註]
佳能的奈米壓印技術正在改寫半導體製造的傳統概念。乍看之下,這種使用模具而非光刻電路的方法似乎是一種倒退,但它實際上提出了一個根本性的問題:我們真的需要價值數十億日元的設備來製造高性能晶片嗎?佳能將在日本半導體展(SEMICON Japan)上展示的技術,為日本半導體產業的復興指明了方向。您如何看待這項挑戰?或許,技術創新並非一定要追求尖端技術,真正的突破或許在於從不同的角度重新思考問題。