AlixLabs APS技术：绕过EUV实现图形化，有望降低晶圆每层掩模成本40%！

AlixLabs APS技术绕过EUV实现图形化有望降低晶圆成本40%在过去几十年的半导体演进里每一次微缩都离不开光刻能力的支持。从DUV到EUV从193nm到13.5nm再到High - NA EUV整个产业链围绕一个核心发展即如何用更短波长在硅片上刻出更细线条。然而光刻正变得昂贵、复杂且不可替代。随着工艺制程微缩晶圆价格上升。5nm/3nm晶圆价格突破20,000美元2nm时单片晶圆价格预计达30,000美元。价格飞涨因先进制程图形化难度高。一台EUV光刻机超1.5亿美元交付周期超一年High - NA EUV更贵且全球仅ASML一家供应商。AI算力爆发放大这一瓶颈。在此背景下瑞典隆德初创公司AlixLabs提出不同路径把图形“分裂出来”。该公司想用APS原子层刻蚀节距分裂技术在无需EUV下实现5nm甚至3nm图形化。技术的起因实验室偶然发现2015年圣诞节前后瑞典隆德大学实验室一项实验开启新技术路径。研究人员缩小表面纳米线尺寸时纳米线变细并“分裂”成两根更细结构。首席研究员乔纳斯·桑德奎斯特意识到其重要性这等价于天然多重图形化为非光刻微缩提供理论可能。原子级刻蚀把一条线劈成两条EUV未成熟时行业依赖SADP自对准双重图形化和SAQP四重图形化推进微缩但工艺复杂度指数级增长。2019年乔纳斯·桑德奎斯特等人创立Alixlabs公司总部在隆德继续发展该技术。AlixLabs核心技术基于原子层刻蚀ALE延伸。与Atomic Layer DepositionALD类似ALE是自限制过程但方向相反ALD添加原子ALE去除原子。这种原子级减法带来三个关键能力1.极致的尺寸控制能力刻蚀在原子尺度进行使CD控制进入亚10nm区间成为可能。2.形貌自对准能力纳米结构侧壁可作刻蚀天然掩模。3.三维结构保真度相比传统刻蚀ALE对复杂结构如FinFET、GAA更友好。绕过EUVAPS的水平几何在此基础上AlixLabs提出核心工艺APSAtomic Pitch Splitting原子层间距分裂。其本质是用ALE复制 分裂已有图形实现密度倍增。结果类似SADP/SAQP但路径不同EUV成本高SADP/SAQP工艺复杂APS工艺相对简化。实现Pitch减半40nm → 20nm时传统SADP需多步骤AlixLabs技术只需光刻和APS两步且APS结构质量好线条均匀性、垂直度不输传统工艺。Alixlabs演示了APS嵌入真实工艺流程NIL纳米压印→ 清理残胶 → 图形转移 → 去胶 → APS能实现从205 nm → 109 nm减半且无须光刻。APS有普适性结构缩放能力不同初始间距实验显示能稳定实现约2倍间距压缩并缩小线宽。2024年APS在硅基底实现基于EBL的图形化实现从化合物半导体到主流硅基半导体跨越。实验显示APS在硅基材料上实现10nm级CD与12.5nm级half - pitch逼近Low - NA EUV能力范围。虽High - NA EUV在极限尺寸和线边粗糙度有优势但APS“接近EUV性能 低成本”组合有成为部分工艺层替代方案潜力。APS vs 全行业最主流的三条先进制程路径更具颠覆性的是APS有可重复调用的“层级缩放能力”。两次APS处理可将约95nm结构压缩至20nm级别相当于传统四重图形化SAQP效果但路径简化。这意味着先进制程“多重图形化”可转化为基于原子层刻蚀的物理过程问题。APS不仅能“×2”还能“×4”。据悉AlixLabs完成300mm APS设备开发并稳定运行。APS是纳米压印光刻NIL补充可扩展线条图案分辨率可替代传统多重图形化技术有降成本、提分辨率和更好可持续性潜力。“我们估计APS有望将尖端逻辑和存储器晶圆的制造成本降低高达每层掩模40%同时提高生产效率。”Sundqvist补充道。大厂站台产业化实现关键突破该初创公司与英特尔合作在体硅上演示无需EUV的12.5纳米半间距鳍片结构尺寸与3纳米级尖端逻辑芯片相同。“我们的使命是打造帮助无法用EUV设备的公司将生产规模缩小到5纳米及以下的设备。通过消除对EUV光刻技术的依赖我们为业界提供通往更可持续、更经济高效的高密度芯片生产之路。”Sundqvist表示。2025年AlixLabs与联电UMC合作用浸没式氟化氩ArFi光刻技术实现19nm半节距Half Pitch。根据AlixLabs 2026年展望APS应用延伸到半导体制造各关键角落。除线条节距分裂它攻克三大新高地处理Vias通孔解决多层电路互连瓶颈从Hard Mask到Photoresist光刻胶证明原子层刻蚀ALE灵活性。要颠覆传统光刻模式需匹配设备支撑。AlixLabs设备路线图显示商业化进程加快Alpha级设备可进行300mm晶圆演示能现货供应Beta级工具2026年Q3交付是技术进入半导体代工厂先导线入场券Gamma平台针对HVM大批量生产处于概念设计阶段。结语对于无法获EUV配额或难承受成本的晶圆厂APS是替代方案和“第二路径”。当然APS不会短期内取代EUV。对最前沿节点光刻仍是核心工具。但在非关键层和成本敏感场景中APS有望成性价比方案与光刻技术长期共存。