《半导体应用的纳米压印技术趋势-2019版》
2019-06-21 13:44:24   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

麦姆斯咨询:许多拥有不同商业模式的公司已经对纳米压印技术进行投资,包括光学元件制造商、外延片代工厂、微流控器件代工厂或集成设备制造商(IDM)。应用范围涉及增强现实(AR)、3D传感和数据通信/电信。这为NIL技术的发展铺平了道路。

Nano-Imprint Technology Trends for Semiconductor Applications 2019

《半导体应用的纳米压印技术趋势-2019版》

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光学元件、生物芯片以及前端存储器的应用“唤醒”纳米压印光刻技术!

纳米压印光刻技术具备打破半导体行业游戏规则的能力

据麦姆斯咨询介绍,纳米压印光刻(Nano-Imprint Lithography,以下简称NIL)已经在一些非半导体领域得到应用,不过大多数还停留在研究层面。

绝大多数的半导体器件都需要使用光刻技术。然而,新型半导体器件需要更高纳米尺度分辨率、更复杂的形状和更具成本效益的光刻解决方案,从而对图案化工艺提出了新需求。

因此,制造厂商对机械复制的NIL技术又重拾兴趣。这项技术能够在大面积表面上完成小于20纳米的纳米结构,并提供复杂的图案制作能力,因此与光学元件、生物芯片和前端3D NAND存储器(参考报告:《先进3D NAND存储器对比分析-2018版》)关系尤为紧密。

对光学元件而言,NIL技术以周期性重复的方式完成复杂图案。对于生命科学,NIL技术能确保生物相容性,并解决日益复杂的生物技术器件面对的挑战,同时实现了更佳的特征尺寸。在存储器业务中,NIL则是以经济有效的解决方案实现高分辨率特征尺寸的技术代表。

不过,NIL技术进入批量生产仍然面临着不少棘手的问题。一般来说,母模板(Master)是NIL工艺拥有成本(CoO)增加的关键环节。此外,模板(Stamper,又称为“印章”)的使用寿命以及在套刻、缺陷水平和产出量之间寻求平衡点均是批量生产的阻碍。

如果解决了上述问题,半导体行业的游戏规则可能就此发生改变。本报告对不同的NIL技术及其驱动因素和主要挑战进行了技术性描述。

2018年和2024年纳米压印光刻设备市场规模预测

2018年和2024年纳米压印光刻设备市场规模预测

半导体制造复杂性让纳米压印光刻设备市场获得新商机

自2014年佳能(Canon)完成对Molecular Imprints的收购以来,对NIL技术的兴奋度呈指数级增长。Molecular Imprints是一家为硬盘驱动器和半导体行业提供纳米图案制造系统方案的初创公司。

许多拥有不同商业模式的公司已经对NIL技术进行投资,包括光学元件制造商、外延片代工厂、微流控器件代工厂或集成设备制造商(IDM)。应用范围涉及增强现实(AR)、3D传感和数据通信/电信。这为NIL技术的发展铺平了道路。

半导体应用对低成本光刻解决方案、集成复杂图案和纳米结构需求的日益增长,为NIL技术创造了许多机会,并将在未来几年推动NIL设备市场的增长。

虽然目前NIL设备业务只是半导体应用领域的利基市场,但Yole预测其将出现爆炸性增长。2018~2024年NIL设备市场规模的复合年增长率将达到20%,这个数字令人印象深刻!到 2024年,NIL设备市场规模预计将达到1.45亿美元。

现在的疑问是:“哪种半导体器件将带领NIL成为下一个游戏规则的改变者?”“哪些应用将使用NIL?”目前,在增强现实、3D传感以及数据通信/电信应用的驱动下,光学元件有望成为NIL设备市场背后的真正推手。NIL技术提供了以纳米尺度压印衍射光学元件(DOE)的能力,包括产生波导的光栅和光子晶体、光束整形元件和模式发生器。

针对生命科学领域的生物芯片,NIL技术已经在纳米范围内实现了对DNA测序器件的压印。Yole预测,DNA测序厂商将对NIL进一步加大投入。Yole还预计,在未来三年内,用于即时诊断和器官芯片的NIL工艺将取得突破。生物流体运输和操作系统的未来趋势是小型化和易控制,因此对NIL技术的渴求越发强烈。

相关报告供参考:

《新一代测序和DNA合成:技术、耗材制造和市场趋势-2019版》

《生物医学领域即时诊断-2019版》

不得不提的是,东芝对佳能的NIL设备已经进行了评估,旨在取代制造下一代3D NAND存储器甚至更长期内其他前端存储器的步进式光刻机。NIL设备以具有成本效益的工艺实现更高分辨率的特征尺寸,目前尚处于研发阶段。

本报告提供了三大半导体应用的NIL设备市场预测:光学元件、生物芯片和3D NAND存储器。此外,本报告还概述了Yole对当前市场动态的理解以及对NIL技术未来发展的展望。

纳米压印光刻技术的三大市场驱动因素

纳米压印光刻技术的三大市场驱动因素

纳米压印光刻技术优势:对制造厂商的吸引力越来越大

NIL市场可分为不同的商业模式,涉及众多厂商。

从设备的角度来看,增强现实、3D传感和数据通信应用赋予了NIL设备市场的高度多样化。该行业十分分散,设备供应商包括EV集团(EVG)、SUSS MicroTec和Obducat。相比之下,生物芯片和存储器市场实际被EVG和佳能等市场活跃企业所垄断。大多数公司都在光学元件或生物芯片方面具备一定的专业知识,但并不全面。佳能是唯一一家在存储器领域拥有专业知识的设备厂商。

在不同特征尺寸范围,都存在一家遥遥领先的NIL设备厂商。在纳米范围内,EVG占主导地位,尤其是在衍射光学元件加工方面。SUSS MicroTec在微米级的制造领域中拥有绝对优势。

一些材料供应商正式提供NIL工艺的专用树脂材料,如德国Micro Resist Technology和日本DiC Color & Comfort。不过,也有一些来自不同材料行业的供应商,例如临时键合材料或光刻胶厂商,正在利用其专业知识和产能将产品组合扩展到NIL材料。

NIL设备、材料或工艺制造商各采用不同的策略推进NIL的半导体应用市场:

- 为了实现更大的多样化,一些NIL厂商通过收购方式实现。Magic Leap收购了Molecular Imprints,获得NIL技术能力,并用于其产品。

- 为了在其他地区开拓市场份额,一些厂商提供一站式服务,包括与NIL设备配套的旋涂设备和烘烤设备。一些厂商把晶圆键合设备改造成NIL设备。

- 其他公司如飞利浦子公司SCIL Nanoimprint Solutions,或Stensborg,为NIL行业提供了一套整体工作解决方案,包括与工艺相关的设备、材料和定制模板。

本报告从宏观和微观特征尺寸的范围对NIL竞争格局和主要设备厂商及市场进行了量化的详细说明。

纳米压印光刻产业链

纳米压印光刻产业链

本报告涉及的部分公司:AMO, Akonia Holographics, AustriaMicrosystems, Canon, Dai Nippon Printing (DNP), Daqri, DELO, Digilens, Dispelix, EVG Group, Himax, IMS Chips, IQE, Luminit, Konica Minolta, Micro Resist Technology, NIL Technology, Stensborg, SUSS MicroTec, MagicLeap, Microsoft, Obducat, Rockwell Collins, Sony, TOK, Toppan,Toshiba, TruLifeOptics, Trumpf, Viavi Solutions, Vuzix, WaveOptics…

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