專訪牧野晶:佳能光刻機、FPD曝光機、OLED蒸鍍機的現(xiàn)狀與市場戰(zhàn)略

講到光學技術，就不得不提到日本光學設備大廠佳能，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)設備等領域。其中，和電子領域密切相關的光學設備有半導體光刻機、FPD曝光機和OLED蒸鍍設備等，都是大家非常關注的焦點。

 
圖 | 佳能光學設備(上海)有限公司董事長兼總經(jīng)理 牧野晶

與非網(wǎng)在進博會期間采訪到了佳能光學設備(上海)有限公司董事長兼總經(jīng)理牧野晶，帶大家一起深度了解佳能在這三種光學設備上的技術和市場現(xiàn)狀，以及未來的戰(zhàn)略布局。

量產(chǎn)光刻機線寬90nm，發(fā)力納米壓印光刻技術

光刻機在過去的幾年中從默默無聞到婦孺皆知，伴隨半導體技術的發(fā)展，經(jīng)歷了一場前所未有的認知革命。

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

從工藝節(jié)點的角度來看，佳能已經(jīng)量產(chǎn)的最精細的KrF光刻機使用的波長是248納米，它對應到的最小極限線寬是90nm。

牧野晶表示：“雖然當前有些先進制程的工藝節(jié)點已經(jīng)發(fā)展到14nm及以下，但半導體的工序很長，需要反復加工幾十層。以14nm制造的芯片為例，事實上其中只有幾個最嚴格的層需要做到14nm那么精細，其他大部分的層是不需要的，這時候就可以用佳能的KrF 90nm的光刻設備。”

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

值得一提的是，在最先進的光刻機技術方面，佳能并沒有采取EUV道路，而是利用被稱為“納米壓印”（ Nanoimprint Lithography，NIL）的技術，開發(fā)以低成本制成尖端微細電路的新一代設備。這種低成本主要體現(xiàn)在兩個方面，一是設備本身的成本低，二是在使用的過程中用電量低。目前基于納米壓印技術的設備還沒量產(chǎn)，處于量產(chǎn)評價階段，但從實驗室的角度來看，已經(jīng)實現(xiàn)了10+nm，未來將進一步拓展至5nm。

牧野晶解釋：“納米壓印技術和現(xiàn)在市場上的光刻技術有所不同，基于光學的曝光機也就是我們常說的光刻機，其實從Reticle到晶圓是4：1的縮小比例，而納米壓印技術下的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、鎧俠共同開發(fā)納米壓印設備。

FPD曝光機全球前二

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

近年來，佳能推出了1.5μm以下曝光能力的曝光設備。乍看之下，似乎與半導體光刻機的光刻精度相差甚遠，然而我們要知道，F(xiàn)PD曝光的需求點在于如何保證所需精度的同時達到最大面積的曝光，因為玻璃基板的尺寸往往比晶圓大幾十倍，甚至上百倍。

對于FPD曝光機來講，更看重玻璃的尺寸，各類顯示器件制造背板技術其實是類似的，這意味著一臺曝光設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)場景上LCD和OLED所使用的技術各有不同。此外，針對玻璃基板的大小，佳能根據(jù)不同的產(chǎn)品種類大致區(qū)分兩種產(chǎn)品平臺去對應市場上的玻璃基板，比如六代線、五代線等中小型產(chǎn)品對應一個平臺，以八代線為主的中大尺寸產(chǎn)品線對應一個平臺。

從市場的角度來看，全球主要有兩家日本企業(yè)在競爭市場份額，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均力敵，但從技術的角度來看，其實屬于兩個流派，用戶通常會根據(jù)具體的需求來做最終選型。

“和競品相比，佳能的技術特點和優(yōu)勢是MPA mirror投影的曝光方式，這種方式的好處就是不會有拼接曝光所產(chǎn)生的顯像不良風險，能夠提升大規(guī)模的生產(chǎn)效率。” 牧野晶如是說。

OLED蒸鍍機全球第一

和曝光設備不同，人們對OLED蒸鍍機的了解還沒有那么深入。事實上，OLED蒸鍍設備是指對OLED材料進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。

從技術的角度來看，蒸鍍技術是在高真空環(huán)境下實現(xiàn)的，因此如何在真空環(huán)境下，實現(xiàn)長時間生產(chǎn)穩(wěn)定性、高精度對位性能、高精度真空搬送性能和蒸鍍性能，是OLED蒸鍍機的核心技術指標。

近年來被市場認可的大規(guī)模量產(chǎn)且得到廣泛商用的OLED蒸鍍機設備廠商寥寥無幾，佳能Tokki的OLED蒸鍍機在市占率上遙遙領先。

值得一提的是，市場上有一種聲音，“蒸鍍技術可能會被印刷技術所取代”。針對該疑問，牧野晶表示：“和半導體納米壓印技術一樣，印刷技術是一個新興技術和未來潛在市場技術的發(fā)展方向，如果未來印刷技術未來可以達到量產(chǎn)階段，它將是劃時代技術變革的產(chǎn)業(yè)。前面提到的，在有機OLED生產(chǎn)過程中，如何把有機材料穩(wěn)定送達玻璃基板或顯示器件上，是它的技術核心，現(xiàn)在用的是真空蒸鍍的方式，但是大量地使用有機材料，生產(chǎn)成本會非常高，材料使用效率有提升的空間。如果說印刷技術未來可以達到商用化量產(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技術。”

“其實目前包括材料廠商、設備廠商在內(nèi)，業(yè)界很多面板廠都在這塊進行積極的布局，佳能也非常關注這塊的市場發(fā)展趨勢。” 牧野晶補充道。

寫在最后

受消費電子等領域整體市場低迷的影響，半導體和面板市場進入周期性調(diào)整階段，各個晶圓廠和面板制造廠或多或少進行了生產(chǎn)效率或者生產(chǎn)稼動率的調(diào)整，而在此時，佳能卻逆周期加大投資。比如，據(jù)日經(jīng)新聞報道，佳能計劃投資 500 億日元提高光刻機產(chǎn)量，將其在日本的半導體制造設備產(chǎn)量翻一番。

對此，佳能方面表示：“從長遠來看，半導體、顯示市場的成長趨勢是確定的，短期的下滑只是增長過程中的調(diào)整。” 佳能預測，2022年半導體光刻設備的銷量比上年增長29%，增至180臺，最近10年內(nèi)激增至4倍。