芯片制造离不开掩模对准器，制造工艺越先进越重要，在芯片制造总成本中所占的比重也就越高。总的来说，掩模对准器的成本占总设备成本的30%。
当工艺发展到7纳米时，必须使用EUV掩模对准器。只有ASML能生产这种口罩对准器，生产能力有限。厂家不容易买到。此外，ASML应该优先考虑TSMC、三星和英特尔。
压倒EUV。
EUV是一种曝光设备，可以根据发射光的类型减少工序数量，节省时间和金钱。
现有的半导体材料氟化氩的光波长为193纳米。波长越短，可以雕刻的电路就越精细。使用氟化氩，可以以某种方式实现7纳米工艺。但这下，就很难了。由于TSMC、三星等主要代工公司已经达到5纳米及以下的技术，氟化氩曝光设备面临限制。
EUV设备克服了这一限制。EUV波长为13.5纳米，可以实现5纳米以下的工艺。
因此，世界各地生产先进工艺的芯片代工企业都在试图引进EUV设备，这使得EUV的供应非常紧张。如果有需求，可以通过增加供给来平衡。
然而，开发EUV设备非常困难，一年只能生产十几台EUV设备。ASML今年将生产大约40台EUV设备。这40台被TSMC、三星电子和英特尔瓜分。
2019年，EUV占ASML销售额的31%，但到2020年，将占到43%，成为最大的赚钱。产品线。一个EUV装置可以达到4到5米的高度，重量接近180吨。这样的高科技设备，其中元器件的数量也是巨大的，大概有10万台左右。
EUV设备的曝光在真空室中完成。还需要一种以0.005为单位精细控制温度的技术.由于光学系统对污染物非常敏感，必须实时进行内部监测。
由于这些特点，生产EUV设备并不容易。EUV设备的性能取决于镜头和镜子的分辨率。分辨率通常与镜头像差成正比。为此，增加NA是绝对必要的。当NA值高时，分辨率提高，光变得更清晰，并且可以实现更精细的半导体电路。
为此，ASML收购了全球光学公司蔡司的股份。目前EUV装备的NA值为0.33。ASML计划通过研发将下一代EUV设备的NA提高到0.55。这叫高NA。
高NA可以最小化光学失真，并允许更精细的电路实现。ASML计划在2023年推出基于高数值孔径的EUV原型机。下一代EUV设备的发展有望进一步巩固其在微纳制程半导体曝光设备市场的垄断地位。
随着半导体制造商将基础设施转移到EUV设备，需求在飙升，但供应跟不上。即使有生产目标，不能按时交货也是很常见的。即使现在，如果你想购买ASML EUV设备，你也要等一年多。
一般来说，一台EUV设备的价格在1亿到2亿美元之间。虽然非常昂贵，但半导体制造商希望尽快获得EUV设备，即使他们支付更多。
NIL与EUV竞争。
由于EUV设备过于昂贵且难以生产，近年来，该行业一直在寻找其他方法来生产7纳米以下的芯片，而无需EUV掩模对准器。
事实上，一些制造商是这样认为的，并计划这样做，因为通过DUV掩模对准器的多次曝光理论上可以达到7纳米。但是这种方法非常复杂，技术要求高，成品率低，晶圆损耗大。因此，如果能买到EUV口罩对准器，就不可能使用这种方法。这种方法生产的芯片完全没有市场竞争力。
纳米压印光刻、定向自组装(DSA)和等离子激光被认为是EUV的替代品。
NIL是一种将纳米图案印模转移到晶圆片上的方法，就像它被喷漆一样。提出了一种绘制32nm以下电路的方法。它比EUV更经济，因为它不使用镜头。
佳能等厂商在EUV如火如荼的时候开始研发NIL。DSA是一种通过将具有不同特性的聚合物合成为单分子，将其涂覆在晶片上并加热来获得精细图案的技术。因为不使用掩模，所以可以减少工艺的数量，因此可以降低成本。
然而，就使用的技术而言，它不如NIL。此外，无掩模等离子激光纳米技术被认为是一种替代方案，因为它具有自由改变电路图案的能力。然而，它仍然不能达到EUV的效果。
总的来说，NIL是一个不错的发展方向。NIL技术起步比光刻晚，最早可以追溯到上世纪末。1995年，中国科学家周瑜教授首次提出了纳米压印的概念。该技术将微电子加工技术与印刷技术相结合，解决了光学曝光技术中光衍射带来的分辨率限制问题。因此，理论上它比光刻具有更高的分辨率，并且可以生产具有更窄电路线宽的器件。
此外，高效、低成本、适合工业化生产的优势使得NIL一直受到业界的重视，被称为微纳加工领域最有前途的第三代光刻技术之一。。NIL基于机械复制，不受光学衍射的限制。它可以潜在地实现低于5纳米的分辨率，并以非常低的成本实现对关键缺陷的非常好的控制。
由于其优异的性能，NIL可以满足广泛的半导体应用。它可以大大降低光刻的成本，并且可以对抗EUV。
据Yole统计，NIL设备的复合年增长率将超过20%，到2024年，年生产收入将达到1.45亿美元左右。
目前，NIL主要应用于数据通信/电信中需要严格和复杂模式的增强现实、三维传感和光学光子器件。同时，NIL工艺也引起了存储器厂商的兴趣，尤其是20nm以下的先进工艺，目前的光刻方案过于昂贵。
因此，对于下一代3D NAND内存，NIL是。
非常有竞争力的成本效益选择。
NIL 供应商在每个特征尺寸范围内都有一个明显的领导者。在纳米范围内，EVG 占主导地位，尤其是在衍射光学元件 中。SUSS MicroTec 在微尺度范围内占据了强大的市场份额。
下面看一下NIL的技术细节。
一般情况下，NIL使用电子束刻蚀等手段，在衬底上加工出所需要的结构作为模板。由于电子的衍射极限远小于光子，因此可以达到远高于光刻的分辨率。
NIL制造设备利用图案化技术，涉及现场/逐场/单次沉积和通过喷射技术沉积到基板上的低粘度抗蚀剂的曝光。带图案的掩模下降到流体中，然后通过毛细作用迅速流入掩模中的浮雕图案。在此填充步骤之后，抗蚀剂在紫外线辐射下交联，然后去除掩模，在基板上留下图案化抗蚀剂。
与EUV光刻设备产生的图案相比，NIL以更高的分辨率和更高的均匀性忠实地再现图案。此外，由于这项技术不需要先进光刻设备所需的一系列宽直径镜头和昂贵的光源，NIL 设备实现了更简单、更紧凑的设计，允许将多个单元聚集在一起，以提高生产力。
研究已经证明 NIL 分辨率优于 10nm，使该技术适用于使用单个掩模打印几代关键内存级别。
此外，仅在必要时才使用抗蚀剂，从而消除材料浪费。鉴于压印系统中没有复杂的光学器件，当与简单的单级处理和零浪费相结合时，工具成本的降低使其成本模型非常适用于半导体存储器应用。DRAM 和相变存储器等高级存储器具有挑战性，因为这些设备的路线图要求持续缩放，达到14nm，甚至更先进制程。
缩放也会影响覆盖预算。例如，对于 DRAM，某些关键层上的叠加比 NAND 闪存紧密得多，误差预算为最小半间距的 15-20%。
对于 14nm，这意味着 2.1nm - 2.8nm。DRAM 器件设计也具有挑战性，并且布局并不总是有利于间距划分方法，例如自对准双图案化 和自对准四重图案化 (SAQP)。这使得直接印刷工艺NIL成为一种很有竞争力的解决方案。
NIL的进展
日本存储器大厂铠侠与佳能，以及光罩/半导体厂商大日本印刷株式会社(DNP)，经过了4年的研发，于近期研发出了NIL的量产技术。
目前，铠侠已将其应用到了15nm的NAND闪存制造上，并表示到2025年应该可以应用到5nm的芯片制造上。
铠侠表示，NIL 技术与EUV光刻技术相比，可以大幅度的减少能耗，转化效率高，耗电量可压低至EUV 技术的10%，同时，NIL设备也很便宜，投资可降低至EUV光刻机的40%。
有专业人士指出，NIL技术也许能够推进芯片制程至5nm，但可能更适应于NAND这种3D堆叠的闪存芯片，不一定适用于所有芯片。合作厂商之一的佳能，则表示要努力将NIL 量产技术广泛应用于制造DRAM 及PC 用的CPU 等逻辑芯片的设备上。继去年3月首款EUVDRAM出货后，目前EUV层数将增至5层，这将为DDR5提供更好的解决方案。
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