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第十四屆中國國際納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)博覽會（簡稱“納博會”）在萬眾矚目中圓滿落下了帷幕。這場全球納米科技領(lǐng)域盛會，以1場主報告、13場分論壇、1場創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，1場新產(chǎn)品發(fā)布會為主，匯聚了全球納米科技領(lǐng)域的18位院士，450多位高校研究院所、上市公司、知名企業(yè)機構(gòu)的頂級專家代表出席，分享專業(yè)報告476場，較往屆增加132場，同比增長約33%，吸引9663位嘉賓參會聽會。
值此盛會，芯師爺專訪了國內(nèi)數(shù)家微納制造產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)秀企業(yè)，特別推出專題報道。本文為芯師爺專訪璞璘科技（杭州）有限公司（以下簡稱“璞璘科技”）董事長葛海雄教授的實錄。
關(guān)于璞璘科技
璞璘科技（杭州）有限公司（以下簡稱“璞璘科技”）成立于2017年9月，坐落于“西子湖畔”浙江杭州。公司致力成為一家全球知名的納米壓印高端微納制造商。創(chuàng)始團隊以普林斯頓大學、南京大學、中國科學技術(shù)大學、北京大學背景為主，董事長葛海雄教授師從美國工程院院士“納米壓印技術(shù)發(fā)明人，Stephen Chou”；葛海雄教授在納米壓印技術(shù)領(lǐng)域的科研成果發(fā)表在?ACS Nano?、?Nano Letter?等知名學術(shù)期刊。
璞璘科技主要業(yè)務(wù)產(chǎn)品包括：納米壓印系統(tǒng)、納米壓印輔助系統(tǒng)、納米壓印膠、納米壓印耗材、納米壓印加工和附屬產(chǎn)品。產(chǎn)品和服務(wù)遠銷美國、加拿大、新加坡等海外市場；服務(wù)下游行業(yè)包括光電、半導(dǎo)體、顯示、生物醫(yī)學、科研、高端制造等。
目前，基于葛海雄教授團隊在納米壓印領(lǐng)域二十余年的豐富經(jīng)驗，璞璘科技形成了納米壓印材料、設(shè)備、工藝的技術(shù)閉環(huán)，申報，授權(quán)相關(guān)知識產(chǎn)權(quán)百余項。璞璘科技也是目前國內(nèi)幾乎唯一同時具備噴墨涂膠式納米壓印技術(shù)（設(shè)備、材料、工藝）閉環(huán)的企業(yè)，并且完成了20nm以下可用于半導(dǎo)體芯片制程的壓印工藝研發(fā)。
Part.01納米壓印和光刻技術(shù)有什么區(qū)別？
納米壓印最早可以追溯到由北宋發(fā)明家畢昇發(fā)明的活字印刷術(shù)，現(xiàn)代納米壓印的概念由華裔科學家周郁（Stephen Chou）教授在1995年首次提出，他將傳統(tǒng)的壓印工藝與先進的半導(dǎo)體制程相結(jié)合，從此揭開了納米壓印制造技術(shù)的研究序幕。
納米壓印技術(shù)物理接觸的加工方式，其基本原理是利用帶有微納結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)模板（通常由硅、石英或金屬制成），在塑性聚合物材料或液態(tài)樹脂上施加壓力，同時結(jié)合溫度或紫外線固化，實現(xiàn)高精度的納米級結(jié)構(gòu)復(fù)制。這一過程借鑒了傳統(tǒng)凸版印刷的原理。而光刻技術(shù)是一種利用光學系統(tǒng)將圖案投影到光刻膠上，并通過化學蝕刻等工藝將圖案轉(zhuǎn)移到硅片上的制備方法。在光刻過程中，掩膜起到了決定性作用，它是一種具有所需圖案的透明或半透明板材，通過光刻膠上的圖案投影形成芯片的圖案。
在工藝精度方面，已有報道的納米壓印技術(shù)的最小結(jié)構(gòu)分辨率與目前最先進的EUV光刻技術(shù)不分伯仲，但目前光刻技術(shù)在半導(dǎo)體制造需要的對準套刻具有更高的精度，適用于制備更小尺寸的半導(dǎo)體芯片，當前最先進的光刻技術(shù)對準精度可以做到1nm，而納米壓印技術(shù)的對準受到壓印工藝的限制，在對準精度方面略遜一籌。今年9月份，佳能最先進的納米壓印光刻 NIL 系統(tǒng)已經(jīng)交付，可實現(xiàn)對標最小 14nm 線寬的光刻技術(shù)，支持 5nm 制程儲存半導(dǎo)體生產(chǎn)。
由于沒有采用光刻中的投影成像原理，納米壓印省去了光刻機造價最昂貴的光學曝光機的成像系統(tǒng)與光源，理論上認為是一種更低成本的方案。在精準度方面，不同于光刻技術(shù)所采用的非接觸式，納米壓印采用機械加壓方法必須接觸，這也意味著在實際加工過程中，受制于設(shè)備、材料和外部因素等，納米壓印比光刻更容易產(chǎn)生缺陷，對準與缺陷問題是困擾納米壓印在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用的兩大難關(guān)，隨著頭部企業(yè)佳能公司的介入，借鑒先進的光刻技術(shù)，這兩大難題已經(jīng)有了質(zhì)的改善。
Part.02納米壓印當前主流的應(yīng)用領(lǐng)域有哪些？
在LED芯片行業(yè)藍寶石圖案化襯底應(yīng)用方向上，用納米壓印技術(shù)替代光刻制備微納米圖案是目前廠商正在擴產(chǎn)的理想方案。常規(guī)藍寶石襯底屬于微米級結(jié)構(gòu)，直徑在1.8微米左右，現(xiàn)階段LED廠商采用低端步進式光刻技術(shù)制造圖案化藍寶石襯底，其生產(chǎn)成本仍然相對較高，若使用普通的接觸式曝光工藝，則分辨率不夠。這便給了納米壓印產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的契機，其在分辨率、精度和生產(chǎn)成本等方面具備較大的優(yōu)勢。在這個領(lǐng)域，納米壓印正處于替代光刻技術(shù)的階段，璞璘科技目前已將成套納米壓印技術(shù)方案提供給藍寶石襯底生產(chǎn)商，在壓印的保真度和均勻性方面得到了高度認可，同時制造成本上相對于光刻技術(shù)降低了50%。
除了藍寶石襯底，納米壓印還可廣泛應(yīng)用于微納光學器件、生物芯片以及顯示行業(yè)等。與此同時，業(yè)界也在針對光刻技術(shù)和納米壓印技術(shù)進行結(jié)合創(chuàng)新應(yīng)用，比如一些半導(dǎo)體存儲企業(yè)將納米壓印用于芯片內(nèi)的部分高精度結(jié)構(gòu)制造，其他部分再用光刻設(shè)備進行加工，在分辨率、精度不變的情況下，實現(xiàn)降本增效。
Part.03璞璘科技的產(chǎn)品規(guī)劃?
針對不同場景，璞璘科技推出了不同款式的納米壓印設(shè)備，如科研桌面型、半自動研發(fā)型、全自動量產(chǎn)型、以及納米壓印配套設(shè)備；在不同行業(yè)應(yīng)用上，璞璘科技可量身定制不同壓印方式的納米壓印設(shè)備，包括：硬壓式、氣壓式、輥壓式、步進式等。
在配套壓印材料方面主要產(chǎn)品應(yīng)用包括：半導(dǎo)體、光學、力學、生物醫(yī)學、新能源等；此外，輔助材料包括：軟膜板膠、模板膠、防粘材料、增粘材料等。
工藝上，團隊發(fā)展了復(fù)合高分子模板技術(shù)、無殘余層納米壓印工藝、曲面納米壓印工藝、雙轉(zhuǎn)移層納米壓印工藝、雙腔室納米壓印工藝等，已成功在璞璘科技產(chǎn)業(yè)化，并申報了多項自主知識產(chǎn)權(quán)。
在產(chǎn)品規(guī)劃方面，璞璘科技一方面將瞄準12英寸大晶圓相應(yīng)納米壓印設(shè)備的研發(fā)，在穩(wěn)定性和效率方面做提升，另一方面在噴墨打印納米壓印工藝、材料、設(shè)備進行了大量的研發(fā)工作，并已成功交付中國第一臺噴墨打印板對板式納米壓印設(shè)備。
由于納米壓印行業(yè)的發(fā)展不算長，所以當前行業(yè)的人才相對緊缺。而璞璘科技的許多技術(shù)人員出身于南京大學的納米壓印實驗室，經(jīng)過碩、博階段的培養(yǎng)，在學生階段便與企業(yè)和納米壓印技術(shù)有著非常深度的交互，有很深厚的行業(yè)經(jīng)驗。依托于出色的技術(shù)團隊，璞璘科技在產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)方面往往走在行業(yè)和客戶前面，基于非常全的產(chǎn)線，璞璘科技也有能力根據(jù)下游客戶的需求量身打造更加合適的納米壓印設(shè)備與材料。
Part.04納米壓印能否取代光刻技術(shù)，我國能否彎道超車？
受制于光刻機等半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化進程等種種原因，我國集成電路產(chǎn)業(yè)在先進制程方面遠落后于海外。納米壓印技術(shù)具有高精度、高產(chǎn)能、低成本等優(yōu)勢，因此被認為是光刻機的潛在補充技術(shù)，但和先進光刻技術(shù)主要掌握在海外企業(yè)手中一樣，納米壓印設(shè)備中非常關(guān)鍵的高端對準模塊也未實現(xiàn)國產(chǎn)化。另外，納米壓印先天性的物理接觸式結(jié)構(gòu)復(fù)制過程，極容易帶來缺陷以及對準難的問題，從而需要從材料到工藝，再到設(shè)備以及生產(chǎn)環(huán)境的多方面配合工作才能整體解決，需要產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同攻關(guān)。
在高端制程的壓印工藝研發(fā)上，璞璘科技創(chuàng)始團隊已實現(xiàn)＜5nm分辨率的高精度結(jié)構(gòu)壓印的解決方案，并且已完成20nm以下芯片結(jié)構(gòu)的單層壓印與圖形轉(zhuǎn)移，但在＜10nm高精度套刻對準技術(shù)方面國內(nèi)尚未有成熟的解決方案，與日本佳能實現(xiàn)＜1nm對準精度存在較大的差距。
總的來看，隨著國內(nèi)納米壓印行業(yè)的發(fā)展，本土產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的發(fā)展也非常迅速，雖然目前比較關(guān)鍵的零部件還是依賴進口，但近些年整機設(shè)備的國產(chǎn)化率越來越高，很多重要零部件基本上實現(xiàn)了國產(chǎn)，實現(xiàn)了從無到有，只不過在穩(wěn)定性、成熟度等方面還有待進步。而在材料方面，以璞璘科技為代表的國內(nèi)企業(yè)基本上可以實現(xiàn)完全國產(chǎn)替代。
