打破佳能封锁！国产10nm纳米压印光刻机破壁

晶圆在设备中静默运转，一道看不见的纳米级印章正刻下中国半导体装备自主化的新坐标。

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国产光刻技术的新里程碑

2025年8月，中国半导体制造领域悄然迎来历史性时刻——璞璘科技自主研发的PL-SR系列喷墨步进式纳米压印设备正式交付国内客户。

这台标志着中国首台半导体级步进纳米压印光刻系统的设备，实现了线宽＜10nm的工艺精度，在残余层控制（＜10nm）、深宽比（＞7：1）等核心指标上超越日本佳能同类产品，成功突破了日本佳能长期垄断的纳米压印光刻技术壁垒。

璞璘科技交付的PL-SR设备，代表着中国在纳米压印光刻领域的技术突破。该设备在三个关键维度上实现了质的飞跃——

工艺精度指标已达到全球顶尖水平。设备实现了平均残余层厚度＜10nm、波动范围＜2nm的原子级控制，压印结构深宽比突破7：1，直接超越佳能FPA-1200NZ2C设备14nm的制程能力。

核心技术自主化方面，璞璘攻克了步进硬板在非真空环境下的完全贴合、喷胶与薄胶压印、压印胶残余层控制等世界级难题。这些突破解决了石英模板与硅晶圆间的翘曲贴合难题，为高精度压印奠定了基础。

材料体系创新同样值得关注。璞璘同步开发了可溶剂清洗的光固化纳米压印胶体系，规避了昂贵石英模板被残留压印胶污染的风险。这种材料与设备的协同创新，为工艺稳定性提供了双重保障。

三大技术突破使中国成为全球少数掌握半导体级纳米压印装备能力的国家之一。

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从实验室到产业化的史诗跨越

璞璘科技的突破并非空中楼阁，其技术根基可追溯至1998年，美国工程院院士Grant Wilson团队首次提出步进纳米压印光刻技术（Step-and-Flash Nanoimprint Lithography）。这项技术通过机械压印转移图案，绕过了传统光刻的光学衍射极限。

半导体级纳米压印的技术壁垒极高，它要求：

·采用高硬度石英模板实现原子级贴合

·控制十纳米级胶量

·保持超高环境洁净度

日本佳能通过收购美国Molecular Imprint公司，历经二十年研发才在2023年实现NAND闪存量产应用。璞璘团队面对的是曾被业内断言“中国十年内无法突破”的技术天堑。

非真空贴合的革命性突破。传统纳米压印需在真空环境下完成贴合，严重影响生产效率。PL-SR设备通过自研模板面型控制系统，利用智能算法实时补偿石英模板与硅晶圆间的微米级翘曲，首次在大气环境下实现完美贴合。这项创新使设备产能提升3倍以上，为规模化量产铺平道路。

喷胶控制的纳米级手术。针对芯片结构中变占空比、多周期变化的纳米结构，璞璘开发了动态喷墨算法系统。该系统能根据图形特征实时调节胶滴喷射量和位置，如同用“纳米镊子”精准操控胶滴铺展。配合自主开发的溶剂清洗型光固化胶，不仅实现平均10nm的残余层厚度，更解决了昂贵石英模板被污染的风险。

无残余层工艺的终极追求。在光刻-刻蚀工艺链中，残余层厚度直接影响图形转移保真度。璞璘通过设备-材料-工艺的协同优化，开发出近零残余层压印技术，将刻蚀误差控制在原子尺度。这项突破对3D NAND闪存的堆叠结构和硅光芯片的波导精度具有决定性意义。

璞璘PL-SR支持<10nm线宽的工艺能力，直接超越日本佳能主力机型FPA-1200NZ2C（仅支持14nm线宽），标志着中国在纳米压印领域首次实现技术超车。

该设备已完成存储芯片、硅基微显示器、硅光芯片、先进封装四类核心场景的工艺验证，覆盖从逻辑芯片到光电集成的全链条需求。尤其在3D NAND存储堆叠环节，深宽比优势可显著提升存储密度。

而璞璘科技此次交付的PL-SR设备，在三大核心指标上实现了突破性进展：

璞璘科技由南京大学教授葛海雄领衔创立，核心技术团队来自国内顶尖微纳加工实验室。其自主研发的模板面型控制系统和纳米压印光刻胶喷墨模块，彻底摆脱对日美关键子系统的依赖。而这些指标背后是50项发明专利构筑的技术护城河，涵盖模板面型控制、喷墨算法系统等关键领域。

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打破封锁

改写全球装备市场格局

此次交付的意义远超技术本身，它直接改写了全球半导体装备市场的战略格局。

长期以来，纳米压印设备市场由日本佳能独家主导。2024年9月，佳能推出最先进的FPA-1200NZ2C系统时，就已明确将其列入对华禁运名单。PL-SR的交付，彻底打破了这种技术封锁。

璞璘的设备具备显著的成本优势。相较于EUV光刻技术，纳米压印设备能耗降低90%，投资成本仅为EUV系统的40%。这种颠覆性的成本结构，为中国存储芯片制造商提供了差异化的竞争路径。

在应用场景的差异化扩张，凸显了纳米压印的“非对称竞争力”。尽管在逻辑芯片大规模制造中，EUV仍占主导，但璞璘设备已验证其在四大领域的不可替代性：Micro LED微显示器需超高图形保真度、硅光芯片依赖复杂波导结构、先进封装要求异构集成灵活性、存储芯片追求低成本堆叠密度。

这些领域恰是中国“特色工艺”弯道超车的核心战场，如清华大学研发的二维材料异质结超透镜，若结合国产纳米压印设备，可将制造成本降低至国际水平的1/4。

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纳米压印

后摩尔时代的光刻变局者

当全球芯片巨头为EUV光刻机支付1.8亿美元单价时，纳米压印正以颠覆性成本优势悄然破局。佳能数据显示，纳米压印设备耗电量仅为EUV的10%，设备成本可降低60%，这种技术路线的差异源于根本原理的创新。

传统EUV光刻如同一台由10万零件组成的交响乐团，单台成本超1.5亿美元，且全球仅ASML掌握指挥权。

相比之下，纳米压印设备的结构更趋近于“精密机械臂+智能材料系统”，硬件复杂度大幅降低，成本仅EUV的1/3。更关键的是，其单次压印即可完成图形转移，无需多重曝光与掩膜版迭代，在存储芯片堆叠、硅光波导等三维结构制造中效率提升显著。

这也是为何佳能虽推出5nm级NIL设备，却被质疑“规模太小难撼动ASML霸权”——而璞璘的国产化突破，恰为中国提供了规模化落地的可能性。

在3nm以下工艺中，刻蚀技术的重要性已超越光刻精度：自对准多重图形技术（SADP/SAQP）与原子层刻蚀（ALE）的突破，使芯片制造商能通过刻蚀工艺补偿光刻局限。

而在超透镜制造领域，德国蔡司采用“电子束光刻+原子层沉积”实现10nm精度时，日本佳能已用纳米压印将成本压至0.5美元/片——这一路线正被中国用于AR/VR光波导片的量产攻关。

不过，纳米压印目前更适用于存储芯片、硅光器件、先进封装等领域。在NAND闪存制造中，其周期性阵列结构完美契合纳米压印的技术特性。铠侠与SK海力士已计划2025年将纳米压印导入量产。

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全产业链闭环

中国半导体自主化的新模式

璞璘科技最令业界震撼的，是其打造的“设备-材料-工艺”铁三角闭环。公司开发了近30种专用纳米压印胶，涵盖刻蚀阻挡层、光学调整层等不同功能，材料体系完全适配国产设备参数。这种深度协同解决了海外“设备强、材料弱”的产业链割裂问题。

在工艺创新方面，PL-SR设备的拼接技术可将20mm×20mm模板“无缝缝合”成300mm晶圆级图案。这种能力对AR微显示芯片的制造至关重要——在8英寸晶圆上实现视网膜级像素密度，为下一代VR/AR设备提供核心引擎。

创始人葛海雄的技术理念极具冲击力：“靠仿造永远无法突破！”这位师从纳米压印发明人周郁的科学家，带领90%成员为硕博的“梦之队”，坚持全产业链自主开发。从LED蓝宝石衬底创业积累，到如今构建覆盖设备、材料、服务的完整生态，璞璘模式为中国半导体装备业提供了范本。

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点评

协同攻关，路仍艰险

璞璘PL-SR的交付是中国打破光刻技术垄断的关键一步，但纳米压印的产业化是一场“持久战”。正如葛海雄所言：“需上下游共同打磨，无弯道超车”。

未来若能在存储芯片领域验证量产良率，或推动国产半导体制造在先进封装、硅光芯片等赛道实现“换道超车”。而技术突破与产业链成熟的共振，将决定纳米压印能否从“替代选项”升级为“主流方案”。

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编辑｜张毅

主编｜黎坤

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