Японская Canon — совершенно особая компания в области фотолитографии. Хотя в мировой табели о рангах она занимает всего лишь третье место после голландской ASML и японской Nikon. Казалось бы, третье место — совсем неплохо. Почему тогда «всего лишь»? Потому что количество компаний, способных производить передовые фотолитографы, этой тройкой и исчерпывается. Да, существуют китайский производитель литографического оборудования SMEE и белорусский «Планар», но до техпроцессов, которые в современной микроэлектронике принято называть передовыми, оборудованию, выпускаемому этими компаниями, ещё очень далеко.
ASML является признанным мировым лидером: более 90% всего фотолитографического оборудования, работающего на фабриках по всему свету, произведены голландским передовиком производства. В том, что касается наиболее передовых литографов экстремального ультрафиолета (EUV = Extreme Ultraviolet), способных печатать микрочипы по самым передовым на сегодня 5, 4 и 3-х нанометровым техпроцессам, компания из Нидерландов является мировым монополистом. А стало быть все производители, желающие запустить производство таких микрочипов, выстраиваются в очередь перед дверьми офиса ASML в голландском городке Вельдховене. Без таких установок можно забыть о производстве «систем на кристалле» для топовых смартфонов или набирающих популярность «систем в корпусе» на основе чиплетов для самых «продвинутых» ноутбуков и компьютеров.
Но микрочипы, изготовленные по столь «тонким» техпроцессам, используются не более, чем в 10% современных электронных устройств, остальная электроника использует более зрелые техпроцессы. И здесь на арену выходят японские производители с фотолитографами глубокого ультрафиолета (DUV = Deep Ultraviolet). Canon и здесь занимает более скромные позиции по сравнению с ASML и Nikon. Дело в том, что производство чипов по таким относительно передовым техпроцессам как 28 нм, 22 нм или 16 нм, требуются иммерсионные DUV фотолитографы, использующие в качестве дополнительной линзы между оптикой и полупроводниковой пластиной очищенную воду. ASML и Nikon такие литографы производят, а вот Canon — нет.
Зато добротная и надёжная техника Canon, работающая по зрелым техпроцессам, так называемые сухие DUV литографы, пользуется у промышленников от микроэлектроники устойчивым спросом на протяжении десятилетий. И всё же, что особенного есть у Canon, чего нет у его конкурентов? Речь идёт о самых передовых разработках в современной фотолитографии. Хотя ультрасовременные микрочипы и занимают всего 10% рынка, это кусок самый лакомый, как в плане прибыльности, так и в плане престижа. Поэтому в первую декаду текущего столетия и Canon, и Nikon прилагали недюжинные усилия в плане cоздания собственных установок экстремального ультрафиолета. Однако ASML положил своих японских конкурентов на обе лопатки.
Nikon, потратив на разработку многие миллиарды долларов, попросту сошёл с дистанции. А вот Canon сделал шаг, в то время казавшийся неочевидным: отказавшись от дальнейшей разработки EUV-фотолитографа, японская компания сосредоточилась на принципиально другом направлении: наноимпринтрой фотолитографии. Если EUV фотолитограф «рисует узоры» интегральных схем на полупроводниковой пластине, покрытой фоторезистом, используя отражённые световые волны длиной 13,5 нм, то наноимпринтный литограф штампует схемы непосредственно на кремниевых пластинах, так же предварительно покрытых фоторезистом.
Примечательно, что разрешение при этом вполне сопоставимо с EUV-фотолитографами: Canon уже выпустил модель FPA-1200NZ2C, способную производить чипы по техпроцессу 5 нм. Более того, экземпляр такого литографа осенью 2024 годауже отправлен Техасскому институту электроники. На данном этапе установка будет использоваться для исследований и разработок современных полупроводников и производства прототипов. Поскольку японский производитель заявляет о том, что после доработки его наноимпринтные установки будут способны работать по техпроцессам 2 нм, это потенциально ставит Canon в один ряд с мировым монополистом в области EUV-фотолитографов голландской ASML. И это при том, что и цена, и габариты, и потребление электроэнергии новой установки чуть ли не на порядок ниже традиционных EUV машин.
Если всё получится, это может изменить всю современную микроэлектронику: небольшие предприятия смогут позволить себе приобрести технику, которая на данный момент из-за дороговизны (сотни миллионов долларов за одну установку) и ограниченного объёма производства является уделом лишь немногих избранных вроде TSMC, Samsung Electronics или Intel. Да и партии микрочипов возможно будет существенно уменьшить. Так что Canon второй раз за 50 лет смог всех удивить: ведь именно этот производитель первым в мире сумел в 1975 году произвести фотолитографическую машину (модель FPA-141F), способную печатать чипы в субмикронном диапазоне (0,8 микрон = 800 нм). А в такой сложнейшей области как фотолитография удивить мир дважды — это совсем немало.