Canon sfida ASML: 2 nm coi suoi impianti Nanoimprint, e costano molto meno

Abbreviata come NIL, la tecnologia Nanoimprint rappresenta il nuovo step evolutivo con cui Canon vuole tornare ad avere una posizione di rilievo nel mercato litografico, attualmente nelle mani quasi esclusivamente di ASML. Dopo essere nato negli Stati Uniti, il mondo dei semiconduttori si è progressivamente espanso anche in Giappone, dove aziende quali Canon e Nikon sono riuscite a capitalizzare al punto tale da superare le rivali statunitensi e diventare leader mondiali. Poi venne il turno di ASML, che rimpiazzò le nipponiche e divenne il riferimento di TSMC, Samsung e Intel.

Canon presenta la tecnologia litografica Nanoimprint e sfida il monopolio di ASML

I motivi per cui ASML è riuscita a diventare la realtà attuale, da cui dipende l’intero mercato mondiale dei semiconduttori avanzati e non, li ho già discussi in questo editoriale. Nel frattempo, Canon non è riuscita a riconquistarsi una posizione di rilievo, almeno fino ad adesso, visto che la presentazione della tecnologia Nanoimprint punta proprio a ciò.

I macchinari ASML funzionano mediante fotolitografia, tecnica che coinvolge l’uso di una maschera fotografica per proiettare un modello di circuito sul wafer di silicio, che viene poi trattato chimicamente per trasferire il modello sulla sua superficie, processo che viene ripetuto più volte per creare strati multipli e stampare circuiti complessi.

Al posto della fotolitografia, Canon adopera la tecnica di nanoimpronta, non nuovissima ma che secondo l’azienda giapponese è adesso pronta per essere utilizzata su larga scala e per realizzare microchip fino a 2 nanometri. Il primo macchinario di questo tipo si chiama FPA-1200NZ2C, e al suo interno il processo inizia con una stampante inkjet, che in maniera estremamente precisa deposita sul wafer le gocce di materiale cosiddetto “resist”, cioè quello su cui viene impresso il circuito.

L’impressione avviene tramite la pressione di una piastra, cosiddetta “maschera”, su cui è presente il disegno del circuito da stampare, dopodiché viene usata una luce ultravioletta per fissare la resina e finalizzare la stampa. Si tratta di una tecnica sostanzialmente antiquata, che precede la litografia moderna, ma che Canon ha evoluto e portato a un grado di miniaturizzazione odierno: può ufficialmente stampare a 5 nm, ma secondo Canon può spingersi fino a 3 e 2 nm.

Eliminando tutte le varie componenti ottiche altamente costose e tutti i processi che ne conseguirebbero, il principale vantaggio della tecnologia Canon Nanoimprint è l’abbassamento dei costi produttivi; se un macchinario EUV di ASML costa 100.000$ e oltre, uno Canon circa 10.000$. Nanoimprint gode di vantaggi: ha un’alta risoluzione e precisione di stampa, non ha i limiti di diffrazione tipici della fotolitografia e non richiede ottiche complesse o consumi energetici elevati; allo stesso tempo, ha potenziali limitazioni derivanti dal contatto diretto fra piastra e wafer, che siano queste “sbavature” nella pressione o impurità fra i due elementi.

C’è poi la questione dell’allineamento: per stampare un circuito integrato servono più passaggi, e c’è il rischio che il secondo strato non coincida perfettamente col primo, il terzo col secondo e così via. Affinché ciò non accada, Canon afferma che la sua tecnologia ha una precisione d’allineamento di 1 micron e che utilizza laser per controllare dinamicamente che gli strati coincidano. Tutto sembra pronto affinché Canon torni a essere realmente competitiva con ASML, anche se non farà affatto facile rivaleggiare con un colosso del genere.

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