講到光學(xué)技術(shù)，就不得不提到日本光學(xué)設(shè)備大廠佳能，其產(chǎn)品線涵蓋辦公產(chǎn)品、影像系統(tǒng)產(chǎn)品、醫(yī)療系統(tǒng)產(chǎn)品以及產(chǎn)業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域。其中，和電子領(lǐng)域密切相關(guān)的光學(xué)設(shè)備有半導(dǎo)體光刻機(jī)、FPD曝光機(jī)和OLED蒸鍍?cè)O(shè)備等，都是大家非常關(guān)注的焦點(diǎn)。

 
圖 | 佳能光學(xué)設(shè)備(上海)有限公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理 牧野晶

與非網(wǎng)在進(jìn)博會(huì)期間采訪到了佳能光學(xué)設(shè)備(上海)有限公司董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理牧野晶，帶大家一起深度了解佳能在這三種光學(xué)設(shè)備上的技術(shù)和市場(chǎng)現(xiàn)狀，以及未來(lái)的戰(zhàn)略布局。

量產(chǎn)光刻機(jī)線寬90nm，發(fā)力納米壓印光刻技術(shù)

光刻機(jī)在過(guò)去的幾年中從默默無(wú)聞到婦孺皆知，伴隨半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)歷了一場(chǎng)前所未有的認(rèn)知革命。

當(dāng)前，全球有三家主流的光刻機(jī)廠商：ASML、佳能、尼康。根據(jù)ASML、佳能、尼康2020年的數(shù)據(jù)，全球光刻機(jī)銷量413臺(tái)，同比增長(zhǎng)15%，其中ASML銷售258臺(tái)占比62%，佳能銷售122臺(tái)(KrF、i-line)占比30%，尼康銷售33臺(tái)占比8%。

從工藝節(jié)點(diǎn)的角度來(lái)看，佳能已經(jīng)量產(chǎn)的最精細(xì)的KrF光刻機(jī)使用的波長(zhǎng)是248納米，它對(duì)應(yīng)到的最小極限線寬是90nm。

牧野晶表示：“雖然當(dāng)前有些先進(jìn)制程的工藝節(jié)點(diǎn)已經(jīng)發(fā)展到14nm及以下，但半導(dǎo)體的工序很長(zhǎng)，需要反復(fù)加工幾十層。以14nm制造的芯片為例，事實(shí)上其中只有幾個(gè)最嚴(yán)格的層需要做到14nm那么精細(xì)，其他大部分的層是不需要的，這時(shí)候就可以用佳能的KrF 90nm的光刻設(shè)備。”

至于多品牌、多臺(tái)設(shè)備的合用，是否會(huì)給工廠調(diào)試帶來(lái)困難？牧野晶直言：“如果只買一臺(tái)設(shè)備當(dāng)然就買線寬最細(xì)的，如果產(chǎn)量夠，那肯定是要搭配著使用，否則最精細(xì)的設(shè)備，生產(chǎn)成本也很高的，只有在需要的時(shí)候才用那臺(tái)設(shè)備。”

值得一提的是，在最先進(jìn)的光刻機(jī)技術(shù)方面，佳能并沒(méi)有采取EUV道路，而是利用被稱為“納米壓印”（ Nanoimprint Lithography，NIL）的技術(shù)，開(kāi)發(fā)以低成本制成尖端微細(xì)電路的新一代設(shè)備。這種低成本主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是設(shè)備本身的成本低，二是在使用的過(guò)程中用電量低。目前基于納米壓印技術(shù)的設(shè)備還沒(méi)量產(chǎn)，處于量產(chǎn)評(píng)價(jià)階段，但從實(shí)驗(yàn)室的角度來(lái)看，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了10+nm，未來(lái)將進(jìn)一步拓展至5nm。

牧野晶解釋：“納米壓印技術(shù)和現(xiàn)在市場(chǎng)上的光刻技術(shù)有所不同，基于光學(xué)的曝光機(jī)也就是我們常說(shuō)的光刻機(jī)，其實(shí)從Reticle到晶圓是4：1的縮小比例，而納米壓印技術(shù)下的Reticle選用特殊加工方法，從Reticle到晶圓是等比例的。這意味著只要Reticle能做到5nm，就能壓印出5nm的東西。”

據(jù)悉，佳能正在與大日本印刷、鎧俠共同開(kāi)發(fā)納米壓印設(shè)備。

FPD曝光機(jī)全球前二

與半導(dǎo)體領(lǐng)域的光刻機(jī)曝光原理不同，半導(dǎo)體采用的是Lens縮小倍率的曝光方式，而佳能的FPD曝光機(jī)目前使用的是反射式等倍投影的方式（MPA），通過(guò)投影曝光，將光罩（Mask）上的線路等倍的尺寸轉(zhuǎn)移到玻璃基板上，兩者沒(méi)有辦法進(jìn)行直接比較。

近年來(lái)，佳能推出了1.5μm以下曝光能力的曝光設(shè)備。乍看之下，似乎與半導(dǎo)體光刻機(jī)的光刻精度相差甚遠(yuǎn)，然而我們要知道，F(xiàn)PD曝光的需求點(diǎn)在于如何保證所需精度的同時(shí)達(dá)到最大面積的曝光，因?yàn)椴ＡЩ宓某叽缤染A大幾十倍，甚至上百倍。

對(duì)于FPD曝光機(jī)來(lái)講，更看重玻璃的尺寸，各類顯示器件制造背板技術(shù)其實(shí)是類似的，這意味著一臺(tái)曝光設(shè)備既可以覆蓋液晶板又可以覆蓋OLED板的生產(chǎn)制造，區(qū)別在于客戶的工藝和生產(chǎn)場(chǎng)景上LCD和OLED所使用的技術(shù)各有不同。此外，針對(duì)玻璃基板的大小，佳能根據(jù)不同的產(chǎn)品種類大致區(qū)分兩種產(chǎn)品平臺(tái)去對(duì)應(yīng)市場(chǎng)上的玻璃基板，比如六代線、五代線等中小型產(chǎn)品對(duì)應(yīng)一個(gè)平臺(tái)，以八代線為主的中大尺寸產(chǎn)品線對(duì)應(yīng)一個(gè)平臺(tái)。

從市場(chǎng)的角度來(lái)看，全球主要有兩家日本企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)份額，一家是佳能，另一家是尼康，這兩家的產(chǎn)品雖然在市占比上勢(shì)均力敵，但從技術(shù)的角度來(lái)看，其實(shí)屬于兩個(gè)流派，用戶通常會(huì)根據(jù)具體的需求來(lái)做最終選型。

“和競(jìng)品相比，佳能的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是MPA mirror投影的曝光方式，這種方式的好處就是不會(huì)有拼接曝光所產(chǎn)生的顯像不良風(fēng)險(xiǎn)，能夠提升大規(guī)模的生產(chǎn)效率。” 牧野晶如是說(shuō)。

OLED蒸鍍機(jī)全球第一

和曝光設(shè)備不同，人們對(duì)OLED蒸鍍機(jī)的了解還沒(méi)有那么深入。事實(shí)上，OLED蒸鍍?cè)O(shè)備是指對(duì)OLED材料進(jìn)行蒸鍍成膜并做成發(fā)光器件的裝備，OLED蒸鍍是OLED生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)中的重要工藝技術(shù)。

從技術(shù)的角度來(lái)看，蒸鍍技術(shù)是在高真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，因此如何在真空環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)穩(wěn)定性、高精度對(duì)位性能、高精度真空搬送性能和蒸鍍性能，是OLED蒸鍍機(jī)的核心技術(shù)指標(biāo)。

近年來(lái)被市場(chǎng)認(rèn)可的大規(guī)模量產(chǎn)且得到廣泛商用的OLED蒸鍍機(jī)設(shè)備廠商寥寥無(wú)幾，佳能Tokki的OLED蒸鍍機(jī)在市占率上遙遙領(lǐng)先。

值得一提的是，市場(chǎng)上有一種聲音，“蒸鍍技術(shù)可能會(huì)被印刷技術(shù)所取代”。針對(duì)該疑問(wèn)，牧野晶表示：“和半導(dǎo)體納米壓印技術(shù)一樣，印刷技術(shù)是一個(gè)新興技術(shù)和未來(lái)潛在市場(chǎng)技術(shù)的發(fā)展方向，如果未來(lái)印刷技術(shù)未來(lái)可以達(dá)到量產(chǎn)階段，它將是劃時(shí)代技術(shù)變革的產(chǎn)業(yè)。前面提到的，在有機(jī)OLED生產(chǎn)過(guò)程中，如何把有機(jī)材料穩(wěn)定送達(dá)玻璃基板或顯示器件上，是它的技術(shù)核心，現(xiàn)在用的是真空蒸鍍的方式，但是大量地使用有機(jī)材料，生產(chǎn)成本會(huì)非常高，材料使用效率有提升的空間。如果說(shuō)印刷技術(shù)未來(lái)可以達(dá)到商用化量產(chǎn)規(guī)模的話，我們相信它能夠有低成本高效生產(chǎn)，是非常有希望的一個(gè)技術(shù)。”

“其實(shí)目前包括材料廠商、設(shè)備廠商在內(nèi)，業(yè)界很多面板廠都在這塊進(jìn)行積極的布局，佳能也非常關(guān)注這塊的市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。” 牧野晶補(bǔ)充道。

寫在最后

受消費(fèi)電子等領(lǐng)域整體市場(chǎng)低迷的影響，半導(dǎo)體和面板市場(chǎng)進(jìn)入周期性調(diào)整階段，各個(gè)晶圓廠和面板制造廠或多或少進(jìn)行了生產(chǎn)效率或者生產(chǎn)稼動(dòng)率的調(diào)整，而在此時(shí)，佳能卻逆周期加大投資。比如，據(jù)日經(jīng)新聞報(bào)道，佳能計(jì)劃投資 500 億日元提高光刻機(jī)產(chǎn)量，將其在日本的半導(dǎo)體制造設(shè)備產(chǎn)量翻一番。

對(duì)此，佳能方面表示：“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，半導(dǎo)體、顯示市場(chǎng)的成長(zhǎng)趨勢(shì)是確定的，短期的下滑只是增長(zhǎng)過(guò)程中的調(diào)整。” 佳能預(yù)測(cè)，2022年半導(dǎo)體光刻設(shè)備的銷量比上年增長(zhǎng)29%，增至180臺(tái)，最近10年內(nèi)激增至4倍。