China’s Prinano heeft zijn eerste zelfontwikkelde nanoimprint-lithografiemachine geleverd. Het bedrijf markeert daarmee een opvallende stap in de wereldwijde strijd om chipproductietechnologie.
Het gaat volgens TrendForce om de PL-SR-serie. Dit is een inkjet step-and-repeat nanoimprint-systeem dat met succes de inspecties heeft doorstaan en is afgeleverd bij een Chinese klant gespecialiseerd in bijzondere chipprocessen. De machine kan lijnen produceren met een breedte van minder dan 10 nanometer.
Dat is opmerkelijk, omdat Canon met zijn FPA-1200NZ2C tot 14 nanometer komt en chips claimt te kunnen produceren op basis van een 5nm-proces. Daarmee zet Prinano technologisch een stap die zelfs de Japanse concurrent voorbijstreeft. Experts stellen wel dat het apparaat nog niet geschikt is om geavanceerde logische chips op 5nm te fabriceren.
Alternatief voor ASML-technologie
Nanoimprint-lithografie wordt gezien als een alternatief voor de extreem dure EUV-technologie waarin ASML wereldwijd een monopolie heeft. Het principe van NIL is fundamenteel anders. In plaats van ingewikkelde lichtbronnen en optische systemen wordt een chipontwerp letterlijk op een wafer gestempeld. Dat maakt de machines veel goedkoper en energiezuiniger in gebruik.
Daar staat tegenover dat de techniek trager is en minder geschikt voor de complexe patronen van processors en system-on-chips. Voor NAND-flash en andere geheugentoepassingen met relatief eenvoudige structuren ligt de technologie wél voor de hand. Prinano zou met zijn PL-SR-serie precies dat segment willen bedienen. Het bedrijf speelt tevens in op de Chinese wens om minder afhankelijk te zijn van westerse high-end productiemiddelen.
De context waarin deze ontwikkeling plaatsvindt, maakt het nieuws extra relevant. Canon introduceerde eind 2024 zijn eerste commerciële NIL-machine en leverde die aan het Texas Institute for Electronics. Dat onderzoeksinstituut, voortgekomen uit de Universiteit van Texas, wordt gesteund door partijen als Intel, NXP, Samsung en DARPA. Canon mikt op een productie van tien tot twintig NIL-systemen per jaar binnen drie tot vijf jaar.
Voor de Japanse elektronicagigant betekent dit een serieuze poging om weer een rol van betekenis te spelen in een markt die het rond de eeuwwisseling samen met Nikon en ASML domineerde, maar waar het inmiddels ver was weggezakt.
Veel technische uitdagingen
Canon presenteerde NIL als een alternatief dat efficiënter en goedkoper zou zijn dan EUV. Het bedrijf stelt zelfs dat toekomstige systemen geschikt kunnen worden gemaakt voor fabricage op 2 nanometer, terwijl nu al 5 nanometer haalbaar zou zijn. Het is een ambitieus verhaal, maar de praktijk kent veel uitdagingen. Luchtbellen tussen stempel en wafer, extreem gevoelige temperatuurschommelingen en lage opbrengstpercentages maken massaproductie moeilijk. Canon bouwde desondanks een nieuwe fabriek in Japan en vond in geheugenproducent Kioxia een eerste potentiële klant.
Prinano’s stap moet ook in dat licht worden bezien. Waar Canon internationaal inzet op onderzoeksconsortia en high-end toepassingen, probeert China met Prinano een binnenlandse keten te ontwikkelen die bestand is tegen exportbeperkingen.
Canon’s NIL-machines vallen net als EUV-systemen onder westerse controles en mogen niet zomaar naar China worden geëxporteerd. Dat Prinano nu een machine kan leveren die op specifieke punten zelfs beter presteert, betekent een symbolische doorbraak voor de Chinese halfgeleiderindustrie. Het vergroot de mogelijkheid om geheugenchips met eigen middelen te produceren en zich zo los te maken van buitenlandse leveranciers.
De opkomst van Prinano en de hernieuwde ambitie van Canon geven NIL-technologie nieuwe geloofwaardigheid. Lange tijd werd de methode beschouwd als te problematisch voor grootschalige inzet, maar recente investeringen en prototypes tonen dat het verhaal niet is uitgezongen.
Met Prinano dat inzet op geheugentoepassingen en Canon dat de technologie richting high-end onderzoek duwt, staat er een alternatief naast het EUV-monopolie van ASML dat de dynamiek in de wereldwijde chipindustrie kan beïnvloeden.