2026年初，日本光學巨頭佳能正式宣佈將於年內推出全新一代KrF光刻機，標誌著這家沉寂多年的光刻裝置廠商重新殺回主戰場。據《日經亞洲評論》披露，這款代號為FPA-6400KRF的新裝置每小時可處理超過400片晶圓，較其上一代產品效率提升近30%。更引人注目的是，這將是佳能自2012年以來首次對用於成熟製程的光刻機進行重大技術升級。而其背後的戰略意圖已昭然若揭：在ASML牢牢掌控先進製程、中國加速國產替代的雙重壓力下，佳能試圖以“效率+成本”組合拳，在28nm及以上成熟晶片製造領域對中國企業展開新一輪市場圍剿。全球光刻格局：三分天下，但利潤天平嚴重傾斜根據中商產業研究院最新統計，全球光刻機市場呈現“ASML一家獨大、佳能尼康分食殘羹”的局面。ASML以62%的市場份額穩居龍頭，其中雖僅佔銷量7.2%的EUV光刻機卻貢獻了超七成利潤；佳能以31%的份額位居第二，主要依靠i線（365nm）與KrF（248nm）裝置；尼康則以7%的份額艱難維持，產品多流向日本本土或特定合資產線。值得注意的是，在所有售出的光刻機中，KrF裝置佔比最高，達40%以上，i線裝置緊隨其後。這意味著，儘管先進製程是行業焦點，但真正支撐全球半導體產能基底的，仍是這些“看似老舊”的成熟製程裝置——而這正是佳能此次重兵投入的戰場。佳能的困局與突圍：押注奈米壓印，卻錯失ArF時代過去十年，佳能選擇了一條與眾不同的技術路徑：全力押注奈米壓印光刻（NIL）技術，試圖繞開傳統光學光刻的物理極限。這一策略使其在3D NAND等儲存晶片製造中佔據一席之地，但也導致其徹底缺席193nm ArF乾式及浸沒式光刻機的研發競賽。當ASML憑藉ArF浸沒式技術攻下45nm至7nm邏輯晶片市場，尼康雖步履蹣跚卻仍保有ArF產品線時，佳能的傳統光刻機技術卻長期停滯。其主力KrF機型FPA-6300ES6a雖套刻精度可達5nm，但解析度僅支援90nm節點；而i線裝置FPA-5550iZ2的350nm解析度更是難以滿足當前功率半導體與模擬晶片日益提升的整合需求。中國光刻機突進：打破“低端鎖定”，直擊佳能腹地轉機出現在2024年9月。中國工信部高調發佈兩款自主光刻機技術指標：一款為248nm KrF光刻機，另一款為193nm乾式ArF光刻機，後者硬體性能對標ASML 2015年推出的XT:1460K機型。儘管與ASML當前最先進的Twinscan NXT系列仍有代差，但對主打成熟製程的佳能而言，這無異於“降維打擊”。業內分析指出，中國新KrF光刻機在解析度上已優於佳能現役裝置，雖在套刻精度上略遜一籌，但在電源管理晶片、車規級MCU、CIS圖像感測器等主流成熟應用中，綜合性能已具備替代能力。更關鍵的是，國產裝置享有本地化服務、供應鏈安全與政策扶持三大優勢，正快速滲透中芯國際、華虹、長電科技等頭部客戶產線。佳能的反擊：效率升級只是開始，AfF乾式機才是殺招面對中國光刻機的強勢崛起，佳能顯然不願坐視傳統裝置市場被蠶食。除2026年即將上市的高吞吐KrF機外，公司已預告將推出新一代“AfF乾式光刻機”——雖未公佈具體參數，但名稱暗示其可能基於改進型ArF光源，瞄準110nm至65nm區間，意圖填補KrF與ArF之間的性能空白。此舉既是技術補課，更是商業防禦。佳能深知，在EUV和High-NA EUV被ASML壟斷、中國又無法獲得的情況下，未來五年全球新增晶圓產能中超過60%仍將集中在28nm及以上成熟節點。誰掌控了成熟製程裝置的性價比與交付能力，誰就握住了半導體產業的“基本盤”。成熟製程成新戰場，光刻機戰場硝煙再起ASML高踞雲端，專注尖端；尼康固守本土，勉力維穩；而佳能，則選擇在成熟製程的紅海中背水一戰。但這一次，它的對手不再是昔日的尼康或SVG，而是正在從“能用”邁向“好用”的中國光刻力量。14年沉寂之後，佳能亮出新劍，但能否斬斷中國半導體自主化的上升勢頭？答案或許不在東京，而在上海、北京與合肥的潔淨廠房之中——那裡，國產光刻機正以每月數百小時的實測資料，悄然改寫全球裝置競爭的底層邏輯。 (晶片研究室)

大日本印刷開發的面向1.4奈米半導體的電路原版“範本”佳能的“奈米壓印（Nanoimprint ）”製造裝置採用類似蓋印章的方式在晶圓上製作電路。大日本印刷開發出了相當於精細印章的電路原版“範本（template）” ，最高可用於1.4奈米製程……大日本印刷（DNP）開發出了能以十分之一的耗電量生產先進半導體的技術。將面向佳能生產的新方式製造裝置，於2027年量產可支援新一代1.4奈米（1奈米為十億分之一米）產品的核心構件。人工智慧（AI）半導體的製造成本有大幅降低的可能性。目前，要量產最先進的半導體，需要使用全球只有荷蘭阿斯麥控股（ASML Holdings）生產的極紫外（EUV）光刻機。在晶圓（基板）上繪製電路的“光刻工序”佔半導體總製造成本的3至5成。電路越精細，光刻次數就越多，耗電量也隨之增加。一台EUV光刻機的價格為300億日元左右，給半導體廠商帶來沉重的投資負擔。而佳能的“奈米壓印（Nanoimprint ）”製造裝置採用類似蓋印章的方式在晶圓上製作電路。大日本印刷開發出了相當於精細印章的電路原版“範本（template）” ，最高可用於1.4奈米製程。此前該技術無法支援2奈米等先進半導體的製造。製作範本時，需要使用光刻技術。此次重新篩選了材料並調整設定條件，還採用了可使半導體電路密度翻倍的“雙重圖形化（Double Patterning）”技術。佳能從2023年開始銷售奈米壓印裝置。與需要使用強光源來轉印電路圖案的EUV光刻機相比，耗電量更低。預計單台裝置的價格為幾十億日元，引進費用遠低於EUV光刻機。不過，由於是直接接觸範本來繪製電路，如果混入雜質，就容易出現缺陷。同時還面臨需要提高處理速度等課題，目前僅儲存器大型企業鎧俠控股等引入這種裝置用於驗證用途，尚未在量產線中採用。1.4奈米半導體將用於AI資料中心及自動駕駛領域，發揮大腦的作用。台積電（TSMC）打算2028年開始量產1.4奈米半導體，韓國三星電子計畫2027年量產，兩家企業都對奈米壓印裝置表示感興趣。各企業的現有半導體工廠均以引進光刻機為前提設計，採用奈米壓印裝置的門檻較高。要在新建工廠等情況下引進這種裝置，必須證明其具有較高的經濟性與實用性。過去，佳能和尼康兩家日本企業在光刻機市場佔據了超過一半的全球份額。但阿斯麥在製程精細化競爭中取得了勝利，目前佔據了全球9成市場。如果未來奈米壓印裝置市場擴大，日本企業有望東山再起。大日本印刷等材料廠商也有望入局。富士膠片控股已表示將通過在繪製電路時塗在晶圓上的材料來涉足這一市場。佳能已於2024年向美國德克薩斯州及英特爾等半導體企業參與的官民合作組織“Texas Institute for Electronics（德克薩斯州電子研究所）”首次提供奈米壓印裝置。能否與EUV光刻機形成共享市場的格局，將成為備受關注的焦點。 (日經中文網)

01 前沿導讀據美國半導體技術機構SemiAnalysis所發佈的專欄報告指出，日本佳能的奈米壓印（NIL）技術在國際晶片領域被冠以“匹敵甚至超過EUV的能力”，從理論上來說，奈米壓印可以達到甚至是超過EUV光刻機的曝光解析度，並且裝置的製造成本比EUV光刻機更低。但是奈米壓印技術存在多種問題，例如零件的損耗、多層圖案的對齊精度、製造邏輯晶片的良品率等問題。日本的奈米壓印裝置與ASML主導的傳統光刻裝置不同，儘管美國也對日本企業實施出口管制，但奈米壓印裝置還可以進行出口。如果中國企業在EUV領域的進展緩慢，那麼與日本佳能合作，嘗試使用奈米壓印技術製造晶片，也是一條可行的技術路線。02 奈米壓印奈米壓印與光學光刻的核心理念是一致的，都是將掩範本上面的圖案轉移到晶圓上面。先進行多層的圖案化疊加，然後進入到刻蝕、沉積等工藝步驟，最終完成整個晶片之後進入封裝環節。只不過光學光刻使用光源透過光縫快速掃描印刷，而奈米壓印則是使用一種特定的“印章”，將圖案進行機械化印刷，這兩種技術存在本質上的差別。奈米壓印技術，最早是由美國普林斯頓大學的華人科學家周郁在1995年提出的技術。2001年，奈米壓印從學術界逐步過渡到商業化的範疇，成立了分子壓模公司 (Molecular Imprints Inc.），開始將奈米壓印技術應用在製造半導體晶片上。2014年，在日本佳能公司收購了分子壓模公司之後，又聯合了日本印刷株式會社、鎧俠控股等多個企業共同開發奈米壓印的晶片製造技術。並且佳能將奈米壓印技術定義為ASML EUV的替代方案，企圖用這種方法來縮短與ASML的技術差距。目前為止，全球的晶片製造格局變成了ASML、尼康、佳能三家比拚，中國企業緊隨其後。ASML持有浸潤式DUV光刻機和EUV光刻機這兩大王牌裝置，尼康走的是傳統光刻，旗下有乾式DUV和浸潤式DUV裝置，但裝置的技術水平落後於ASML。佳能擁有乾式DUV光刻機，並且還持有已經商用的奈米壓印裝置。2023年10月13日，佳能宣佈推出型號為“FPA-1200NZ2C”奈米壓印光刻機裝置。據佳能表示，該裝置的硬體能力支援最小線寬14nm的晶片製造，相當於是邏輯晶片的5nm節點。隨著掩模技術的提升，該裝置可以實現2nm節點的邏輯晶片製造，並且其技術成本要比ASML的EUV裝置低很多。03 現存問題佳能的奈米壓印裝置已經交付給了鎧俠集團和鎂光科技，用於製造快閃記憶體晶片。儲存晶片與邏輯晶片存在本質上差別，儲存晶片的結構簡單，重複度高，對於掩模的要求較低，甚至幾百層的圖案結構都是一致的。而邏輯晶片涉及到CPU、GPU、NPU等多種電晶體的圖案設計，其每層的電路圖案都不一樣，這對於掩模和裝置精度要求很高。奈米壓抑的機械印章非常細小，其尺寸相當於人類頭髮的橫截面。現在使用這個裝置每秒壓印一次晶片，只要是機械印章出現一丁點的缺陷或者是損耗，這都會直接影響晶片的良品率。傳統光學光刻所使用的掩範本，其使用壽命支援光刻100000個晶圓，而奈米壓印所使用的掩範本壽命遠低於光學掩範本。想要解決這個問題，就必須投入資源去開發適配的材料，不但成本高，而且耗時長，這也是奈米壓印遲遲沒有製造邏輯晶片的原因之一。我們將目光投向中國大陸市場，杭州璞璘是中國唯一一家深耕奈米壓印技術的企業，由該公司製造的PL-SR系列奈米壓印裝置已經在2025年8月份正式交付給客戶使用。並且該公司的創始人葛海雄先生，師從奈米壓印技術發明人周郁博士，具備20年以上的技術開發經驗。根據璞璘公司的資料顯示，該裝置是迄今為止唯一在國內初步實現20nm以下高端晶片所需的奈米壓印裝置。並且公司還向市場供應了包括範本複製膠、耐刻蝕型奈米壓印膠、刻蝕傳遞膠、光學奈米壓印膠、耐腐蝕奈米壓印膠、增粘膠、防粘試劑在內的40余種製造材料，建立起一條全新的晶片產業鏈。佳能在硬體裝置上，對比中國現存的產品具備明顯優勢。但中國企業的路線是押注傳統光學光刻和奈米壓印光刻兩種技術路線，並且這兩種技術路線平行研發。在無法獲取EUV裝置的前提下，奈米壓印技術是一個可以嘗試的技術方案，但奈米壓印現存的問題就是製造先進邏輯晶片的損耗大、良品率低，可以當做備選方案，光學光刻技術依然是主流的選擇。 (逍遙漠)

2024年9 月，佳能推出了首款商用版技術，該技術有朝一日可能會顛覆最先進的矽晶片製造工藝。這項技術被稱為納米壓印微影(NIL) ，能夠對小至14 納米的電路特徵進行圖案化，從而使邏輯晶片能夠與目前量產的英特爾、AMD和Nvidia處理器相媲美。 NIL 系統的優勢可能會挑戰目前主導先進晶片製造的1.5 億美元機器——極紫外線(EUV) 微影掃描器。如果佳能的預測正確，其機器最終將以極低的成本提供EUV 質量的晶片。 該公司的方法與EUV系統完全不同，後者由荷蘭ASML 公司獨家製造。這家荷蘭公司採用的工藝非常複雜，首先使用千瓦級雷射器將熔融的錫滴噴射成電漿體，發出波長為13.5 納米的光。然後，這種光線通過專門的光學元件穿過真空室，從圖案掩模上反射到矽晶圓上，將圖案固定在晶圓上。 相較之下，佳能的系統（已交付給美國國防部支援的研發聯盟德克薩斯電子研究所）似乎簡單得可笑。簡單來說，它將電路圖案印在晶圓上。