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在全球半導體光刻技術競爭加劇、高端DUV、EUV設備受限且制程微縮遭遇經濟學瓶頸的行業背景下,差異化技術路線成為國產半導體突圍的關鍵突破口。相較于傳統光學光刻依賴光源衍射成像的固有局限,納米壓印光刻機(NIL)憑借超高分辨率、低成本、工藝極簡的核心優勢,成為光芯片、存儲芯片等細分賽道替代傳統光刻方案的黃金路徑。
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圖1:璞璘科技自主研發納米壓印機實現光芯片DUV量產替代(來源:證券時報網)
2026年6月5日,由南京大學現代工程與應用科學學院葛海雄教授團隊孵化的璞璘科技,聯合深圳力策科技正式官宣重大產業突破:依托璞璘科技自主研發的PL-AS真空氣壓式晶圓級納米壓印光刻設備,成功實現8英寸光芯片晶圓穩定規模化量產。該產線全程繞開傳統DUV光刻技術路線,不僅完成國產高端納米壓印裝備的商業化落地突破,更將光芯片單片制造成本壓縮至傳統DUV方案的十分之一,徹底打破高端光刻工藝的成本桎梏,為國內光芯片、激光雷達、高速光通信、AI算力互聯產業打通低成本、自主可控的量產新通道。
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圖2:璞璘科技董事長、南京大學教授葛海雄(來源:新一代半導體制程工藝技術論壇)
追溯技術本源,納米壓印技術誕生于1995年,由美國國家工程院院士、美國普林斯頓大學約瑟夫·埃爾金講席教授、華裔科學家周郁(Stephen Y. Chou)教授首創。彼時傳統DUV光刻遭遇100nm分辨率硬性技術瓶頸,周郁院士創新性提出基于高分子模壓工藝的微納制造方案,突破光學衍射極限,實現10nm以下超高分辨率結構加工,憑借工藝靈活、適配性廣的特點,成為全球公認的下一代微納制造核心技術。歷經三十余年迭代發展,該技術持續進化,逐步從實驗室科研走向工業化量產,在全球半導體差異化賽道占據重要地位。2024年美國國家工程院院士周郁(Stephen Y. Chou)親臨璞璘科技考察指導,高度認可其技術產業化成果,充分肯定納米壓印技術在微納加工領域的革命性應用價值。
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圖3:納米壓印發明人Stephen Y. Chou院士蒞臨璞璘科技(來源:璞璘科技)
作為國內納米壓印領域的標桿企業,璞璘科技2017年9月成立于杭州,是目前國內唯一實現設備、材料、工藝全鏈條自主可控閉環的高端納米壓印微納制造供應商,獲評國家高新技術企業、杭州市創新型中小企業等多項資質認證。公司董事長、首席科學家葛海雄,現任南京大學現代工程與應用科學學院教授,深耕納米壓印領域二十余年,師從該技術發明人周郁(Stephen Y. Chou)院士,曾在其普林斯頓大學實驗室深耕三年,全程參與納米壓印核心技術、大面積制備工藝及壓印膠材料體系的研發迭代,自主研發出旋膠涂膜紫外光固化納米壓印工藝,完整掌握全套核心技術體系。
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圖4:2025年國內首臺半導體級納米壓印設備交付(來源:璞璘科技)
依托南大葛海雄領導的技術團隊的持續攻堅,璞璘科技實現國產納米壓印光刻裝備的跨越式迭代,先后推出兩款定位不同、優勢互補的核心設備。早在2025年8月,企業便交付PL-SR 高精度噴墨步進式納米壓印機,這也是國內首臺采用噴墨打印工藝的步進式納米壓印設備,更是目前國內唯一初步實現 20nm 以下制程高端芯片加工的壓印裝備,相關研究成果已發表于ACS NANO等國際權威期刊。
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圖5:PL-SR高精度噴墨步進式納米壓印機(來源:璞璘科技)
據南京大學公開信息顯示,PL-SR 融合高精度噴墨打印與板對板式納米壓印兩大工藝,分辨率可達 10nm 以下,同時具備模板拼接效率高、大面積拼接精度優異的特點。設備搭載高精度噴墨涂膠系統,搭配精密步進壓印架構,對準精度優于200nm;單塊壓印模板最大尺寸可達 40mm×40mm,通過拼接工藝可完成 300mm(12 英寸)晶圓的整體加工。依托獨特的噴墨涂膠方案,PL-SR 能夠精準把控不同變周期結構的納米壓印膠用量,攻克了不同占空比結構下殘余層控制的行業難點。該設備主要面向半導體及泛半導體領域,適用于微納光學元件、生物傳感器等產品的快速原型開發與小批量生產,有效解決傳統光刻技術成本高、流程復雜的痛點,為國內半導體產業搭建起漸進式技術臺階,有力推動納米壓印技術在存儲芯片等領域的國產化進程。目前,針對高端應用場景的升級款 PL-SR 設備也正在優化迭代中。
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圖6:8寸晶圓AR拼版(來源:璞璘科技)
而此次落地量產的PL-AS 真空氣壓式晶圓級納米壓印光刻機,則完成了國產納米壓印光刻裝備從 “設備研發、樣機破局” 到 “產線替代、商業化量產” 的關鍵跨越,是專為半導體晶圓級大規模量產量身打造的核心量產光刻機,綜合性能全面對標國際頂尖量產光刻裝備水準。
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圖7:PL-AS 半導體級真空氣壓式納米壓印設備(來源:璞璘科技)
在核心性能參數上,PL-AS設備展現出極強的產業化適配能力與技術先進性:設備極限線寬分辨率小于10nm,團隊已實現8nm周期、4nm線寬的超高精度壓印加工,完全可滿足未來先進集成電路微小線寬的制造需求;支持硬質、柔性雙類型模板工藝,對準精度可按需定制至百納米級;晶圓整面壓印壓力均勻性誤差低于0.5%,殘余層厚度偏差精準控制在2nm以內,可實現無殘余層壓印工藝,同時兼容平面、曲面多類型襯底制造。與傳統DUV、EUV光學光刻“光源曝光、化學顯影”的復雜原理不同,納米壓印采用物理模壓成型模式,如同“精密納米級蓋章”,無需光學曝光、無需復雜光學系統,徹底擺脫光波衍射限制,可一次性完成數十納米至數微米的跨尺度復雜微納結構復刻,完美適配光芯片的特殊制造需求。
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圖8:納米壓印光刻(紫外納米壓印)與光學光刻對比(來源:CSEAC官網)
傳統DUV光刻制備光芯片存在天然短板,面對跨尺度、立體復雜微納結構,需要搭配多款不同規格掩膜版,疊加十余道光刻、刻蝕、鍍膜工序,甚至需要多臺DUV設備協同作業,不僅生產流程繁瑣、制造周期冗長,多道工藝疊加還極易引發缺陷、損耗良率,長期制約光芯片規模化、低成本量產。同時,國內光芯片產業長期依賴進口DUV光刻設備,海外設備采購價格昂貴、交付周期漫長,后續運維、耗材更換成本居高不下,大幅抬升本土有源、無源光芯片量產門檻,成為光模塊、算力光互連產業鏈降本增效的核心瓶頸。
璞璘科技自主研發的真空氣壓式納米壓印量產方案,從原理層面徹底破解行業痛點。設備依托真空均壓、整面接觸壓印核心工藝,杜絕氣泡缺陷,解決了傳統輥壓工藝殘余層不均、步進式壓印效率低下的行業難題,同時兼顧超高加工精度與大規模量產效率。單模板即可集成多尺度立體結構,一次壓印成型替代傳統多道光刻工序,大幅精簡生產流程、壓縮制造周期。經產業化驗證,該方案加工精度全面對標傳統DUV光刻工藝,芯片各項電學、光學性能參數均達標行業商用標準,完全滿足規模化批量供貨要求,更將終端光芯片制造成本降至傳統DUV工藝的十分之一,大幅降低設備投入、耗材損耗、運維養護全鏈條開支,為國內光芯片廠商釋放充足盈利與創新空間。
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圖9:佳能向得克薩斯州客戶交付了全球首套量產型納米壓印光刻系統,專門用于NAND和DRAM存儲器件制造(來源:佳能官網)
放眼全球,納米壓印產業化進程持續提速,成為半導體光刻賽道的重要補充。海外方面,日本佳能自2004年秘密布局納米壓印技術,2014年收購美國分子壓印公司完善技術體系,2024年9月正式推出量產級納米壓印光刻機,其設備可適配15nm制程3D NAND閃存芯片制造,可延伸至5nm邏輯芯片節點,搭載該技術的產線單晶圓功耗僅為EUV工藝的十分之一(降幅超90%),成本降幅顯著。目前,佳能納米壓印技術已應用于鎧俠3D NAND芯片研發中試,除此之外,SK海力士、美光等國際存儲巨頭也紛紛布局該技術賽道,印證了納米壓印在半導體量產領域的廣闊前景。
相較于海外技術路線,璞璘科技的真空氣壓式方案走出了差異化國產突圍路徑。企業手握氣壓、輥壓、步進式三大核心壓印工藝,搭配自主研發的雙層壓印膠材料體系,構建起獨一無二的“設備—材料—工藝”全自主產業閉環,也是國內極少數具備多工藝融合量產能力的團隊。依托技術優勢,璞璘科技已實現多賽道技術落地,應用場景覆蓋半導體集成電路、3D NAND存儲芯片、硅光芯片、激光雷達芯片、AR/VR微納光學器件、生物芯片、超透鏡、MEMS器件、新能源、國防微納制造等諸多領域,適配未來量子芯片、柔性電子等前沿產品的制造需求。
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圖10:深圳力策科技公司生產的各類激光雷達(來源:力策官網)
本次深度合作的深圳力策科技,是全球首家即將實現OPA純固態激光雷達量產的企業,深耕OPA光學相控陣技術十余年,搭建起“芯片設計-流片-封裝-系統集成-整車量產”的完整產業鏈。其激光雷達產品已通過萊茵權威認證,成功斬獲廣汽、上汽等主流車企整車定點訂單,已陸續量產交付。依托璞璘科技PL-AS納米壓印設備,力策科技順利實現激光雷達芯片的規模化制備,高精度、低成本的新工藝,徹底扭轉了高端光刻工藝長期掣肘國產自動駕駛、智能感知產業發展的局面,為固態激光雷達全民普及筑牢產業基礎。
目前,璞璘科技的納米壓印技術已完成多領域商業化驗證:在光通信、傳感芯片領域,成功攻克砷化鎵、磷化銦等易碎特種襯底的加工難題;在硅光芯片領域,實現8英寸晶圓跨尺度結構穩定量產,側壁粗糙度控制精度優異,為AI高速光互聯引擎、數據中心光模塊量產提供核心支撐。至此,納米壓印技術在國產光芯片賽道,已從傳統的備選工藝,升級為高性價比、高良率的量產首選方案。
此次8英寸光芯片規模化量產突破,具備技術、產業、戰略三重核心價值。技術層面,證明國產納米壓印技術可完全替代DUV光刻完成商業化量產,打破了“光刻必須依賴DUV/EUV”的行業固有認知,驗證了物理壓印路線的可靠性與先進性;產業層面,為成本敏感的光芯片、存儲芯片賽道開辟出自主可控、低成本、高良率的全新制造路徑,精準適配當下AI算力爆發、高速光模塊需求激增的產業趨勢,加速中高端光芯片國產替代進程;戰略層面,標志著我國在差異化光刻賽道擺脫海外技術壟斷,掌握全鏈條核心技術,打破了日本佳能在半導體級納米壓印領域的獨家統治格局。
當前全球半導體產業進入技術重構周期,傳統光學光刻制程微縮成本持續攀升,技術瓶頸日益凸顯,而納米壓印憑借工藝簡單、分辨率高、可成型3D復雜結構、無需顯影、功能性材料直接成型等多重優勢,成為全球半導體產業的重點突破方向。
打破壟斷、突圍而出,南大教授團隊憑借數十年深耕,實現國產納米壓印光刻機商用落地。未來璞璘科技也將持續迭代工藝、拓展應用場景,從光芯片延伸至功率器件、MEMS 芯片、先進存儲、量子芯片、生物微納制造等領域,不斷夯實國產半導體低成本、高精度制造能力;相信國產納米壓印技術會乘勢而上、勇攀高峰,持續拓寬產業發展版圖,這條自主探索的換道超車之路,也必將持續賦能國內半導體全產業鏈崛起,助力中國智造在光刻賽道續寫新輝煌,為算力、自動駕駛、光電等產業高質量發展注入源源不斷的動力。
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圖11:葛海雄教授領導的南京大學納米壓印技術與應用實驗室及孵化企業璞璘科技(杭州)有限公司(來源:南京大學&璞璘科技)
撰文:南哪大兄弟
編輯:胡大可
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