不用掩膜，芯片封裝迎來(lái)新方案。

當(dāng)下，生成式AI、云計(jì)算、流媒體等應(yīng)用持續(xù)普及，全球數(shù)據(jù)量快速增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)中心與算力芯片的需求持續(xù)攀升，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈正迎來(lái)新一輪結(jié)構(gòu)性變革。

在半導(dǎo)體光刻設(shè)備領(lǐng)域深耕多年的尼康，近期將技術(shù)觸角延伸到新方向。依托在半導(dǎo)體及平板顯示器（FPD）光刻系統(tǒng)數(shù)十年的技術(shù)積累，該公司推出了數(shù)字光刻系統(tǒng) DSP?100，為半導(dǎo)體制造，尤其是后段先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)，提供了一條不同于傳統(tǒng)路線(xiàn)的新思路。

半導(dǎo)體微縮化遇阻，先進(jìn)封裝成關(guān)鍵突破口

半導(dǎo)體是電子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，貫穿消費(fèi)電子、工業(yè)控制、通信與關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。隨著數(shù)字化深入推進(jìn)，芯片需求持續(xù)走高，而傳統(tǒng)依靠前道工藝持續(xù)縮小線(xiàn)寬的路徑，正面臨越來(lái)越高的技術(shù)與成本壁壘。

半導(dǎo)體制造主要分為前道與后道兩大環(huán)節(jié)。前道以成膜、光刻、刻蝕等工藝為主，在晶圓上形成電路；后道則包括切割、封裝、測(cè)試等步驟。長(zhǎng)期以來(lái)，芯片性能提升高度依賴(lài)前道制程的微縮，但隨著工藝逼近物理極限，行業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)向后段尋找突破。

先進(jìn)封裝正是其中最重要的方向。通過(guò)高密度集成多顆芯片，先進(jìn)封裝能夠在不依賴(lài)極致制程的前提下提升算力、降低功耗、控制成本，已經(jīng)成為全球晶圓廠與封測(cè)企業(yè)的布局重點(diǎn)。

尼康也看準(zhǔn)這一趨勢(shì)，希望將自身在光刻領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，從傳統(tǒng)前道制造延伸至后道先進(jìn)封裝領(lǐng)域。

無(wú)掩模光刻：打破傳統(tǒng)封裝光刻的局限

在先進(jìn)封裝的傳統(tǒng)光刻工藝中，基于光罩的步進(jìn)重復(fù)曝光是主流方案。但隨著封裝尺寸不斷增大，所需掩膜數(shù)量增多，成本上升、調(diào)試復(fù)雜，產(chǎn)能也受到限制。同時(shí)，圖案尺寸受掩膜版面積約束，難以靈活適配大尺寸基板。

在此背景下，無(wú)掩模光刻的優(yōu)勢(shì)開(kāi)始凸顯。

它不需要光罩，直接通過(guò)空間光調(diào)制器（SLM）將 CAD 圖案投射到基板上，可大幅降低開(kāi)發(fā)成本、縮短研發(fā)周期，并擺脫掩膜尺寸限制，更適配大尺寸、多品種、高靈活度的先進(jìn)封裝需求。不過(guò)，無(wú)掩模方案要真正落地，仍需要高分辨率、高精度、高產(chǎn)能的系統(tǒng)支撐。

擁有45 年以上光刻經(jīng)驗(yàn)、累計(jì)交付超萬(wàn)臺(tái)設(shè)備的尼康，將半導(dǎo)體與 FPD 光刻技術(shù)進(jìn)行整合，推出了其首款面向后道封裝的數(shù)字光刻系統(tǒng) ——DSP?100。

四大技術(shù)融合，平衡高分辨率與高產(chǎn)能

DSP?100 的核心競(jìng)爭(zhēng)力，來(lái)自四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的融合：無(wú)掩模光刻、高分辨率、多鏡頭技術(shù)、高速臺(tái)控技術(shù)。

首先是高分辨率。依托尼康在半導(dǎo)體光刻的光學(xué)設(shè)計(jì)能力，DSP?100 可實(shí)現(xiàn) 1.0 μm（L/S）的解析能力，滿(mǎn)足先進(jìn)封裝中精細(xì)線(xiàn)路的制作要求。其次是多鏡頭技術(shù)。該技術(shù)源自面板光刻，可通過(guò)多鏡頭協(xié)同控制，實(shí)現(xiàn)大幅面、高精度、高效率曝光，顯著提升無(wú)掩模方案的產(chǎn)能瓶頸。同時(shí)，尼康將成熟的高速臺(tái)控技術(shù)移植到 DSP?100，可支持大尺寸基板高速穩(wěn)定加工，進(jìn)一步提升量產(chǎn)效率。

但真正的難點(diǎn)，在于如何在超高精度下處理海量數(shù)據(jù)。

圖案越精細(xì)，驅(qū)動(dòng)SLM 所需的數(shù)據(jù)量越大，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸極易成為速度瓶頸。尼康通過(guò)自研高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，在不降低分辨率的前提下實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)吞吐的突破，使系統(tǒng)同時(shí)兼顧精度與產(chǎn)能。最終，DSP?100 實(shí)現(xiàn)了高分辨率與高生產(chǎn)率的平衡，成為先進(jìn)封裝光刻的一個(gè)新選擇。

后道光刻升級(jí)，或?qū)⒅厮芟冗M(jìn)封裝格局

自發(fā)布以來(lái)，DSP?100 已受到半導(dǎo)體、封測(cè)、面板等多領(lǐng)域客戶(hù)關(guān)注，不少企業(yè)已與尼康展開(kāi)系統(tǒng)評(píng)估。下一代數(shù)字光刻系統(tǒng)的研發(fā)也同步推進(jìn)。

行業(yè)觀點(diǎn)認(rèn)為，隨著先進(jìn)封裝成為半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)的核心戰(zhàn)場(chǎng)，后道光刻的技術(shù)路線(xiàn)將直接影響封裝成本、效率與集成度。尼康以無(wú)掩模數(shù)字光刻切入，不僅是自身業(yè)務(wù)的延伸，也為整個(gè)封裝產(chǎn)業(yè)鏈提供了新的技術(shù)選項(xiàng)。

從依賴(lài)前道制程微縮，到前后道協(xié)同創(chuàng)新，半導(dǎo)體制造正在進(jìn)入更注重系統(tǒng)整合的新階段。而以DSP?100 為代表的新型光刻設(shè)備，或?qū)⒊蔀橥苿?dòng)這一變革的關(guān)鍵力量之一。

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