ทดแทน DUV? เครื่องนาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีในประเทศเครื่องแรกของจีนก้าวเข้าสู่สนามชิปโฟโตนิก

Semiconductor Industry Observer · 5 มิถุนายน 2026

ในวงการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อพูดถึงลิโทกราฟี ปฏิกิริยาแรกของอุตสาหกรรมมักจะนึกถึงระบบลิโทกราฟีแบบ DUV และ EUV เสมอ อย่างไรก็ตาม เมื่อความคุ้มทุนของการลดขนาดกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่องเผชิญกับความกดดันที่เพิ่มขึ้น นาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟี (Nanoimprint Lithography หรือ NIL) กำลังก้าวขึ้นมาเป็นแนวทางเสริมที่ทรงพลัง โดยเฉพาะในกลุ่มอุตสาหกรรมที่อ่อนไหวต่อต้นทุน เช่น ชิปโฟโตนิกและหน่วยความจำแฟลช NAND เทคโนโลยีนาโนอิมพรินต์เริ่มพบโอกาสที่แท้จริงครั้งแรกในการก้าวข้ามขีดจำกัดนี้

ในบรรยากาศนี้ เมื่อวันที่ 5 มิถุนายน 2026 ได้มีการส่งมอบเครื่องนาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีระดับเวเฟอร์แบบสุญญากาศและลม PL-AS อย่างเป็นทางการให้แก่บริษัท Shenzhen Lice Technology พร้อมกันนี้ ทั้งสองบริษัทได้ประกาศว่าได้ดำเนินการตรวจสอบรับรองการผลิตเชิงปริมาณของเวเฟอร์ชิปโฟโตนิกขนาด 8 นิ้วบนแพลตฟอร์มนี้สำเร็จแล้ว

กระบวนการผลิตทั้งหมดดำเนินการโดยไม่พึ่งพาลิโทกราฟีแบบ Deep Ultraviolet (DUV) ตามแบบเดิม ช่วยลดต้นทุนการผลิตต่อชิปลงเหลือประมาณหนึ่งในสิบของต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับโซลูชันที่ใช้ DUV แบบดั้งเดิม

ในขณะที่การเติบโตอย่างรวดเร็วของการประมวลผลด้าน AI ยังคงผลักดันความต้องการชิปโฟโตนิกซิลิคอน โมดูลสื่อสารด้วยแสง และอุปกรณ์เชื่อมต่อด้วยแสงอย่างต่อเนื่อง ความสำเร็จในการผลิตเวเฟอร์เต็มแผ่นไม่เพียงช่วยเพิ่มทางเลือกในตลาดอุปกรณ์นาโนอิมพรินต์ แต่ยังมอบทางเลือกทดแทน DUV ที่ใช้งานได้จริงให้แก่อุตสาหกรรม ซึ่งผสานทั้งความคุ้มทุน ผลผลิตในระดับการผลิตจริง และความสามารถในการขยายขนาด

ก้าวกระโดดสองครั้ง: จาก “ความสำเร็จด้านวิจัยและพัฒนา” สู่ “การทดแทนการผลิตเชิงมวล”

นับตั้งแต่เทคโนโลยีนาโนอิมพรินต์เข้าสู่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ มีเพียงไม่กี่บริษัททั่วโลก เช่น Canon ที่สามารถจัดหาอุปกรณ์การผลิตระดับเซมิคอนดักเตอร์ได้ เนื่องจากข้อจำกัดด้านการส่งออก ผู้ผลิตเวเฟอร์ในประเทศจึงเผชิญกับความยากลำบากในการเข้าถึงระบบดังกล่าวมาอย่างยาวนาน

ในเดือนสิงหาคม 2025 ได้มีการส่งมอบระบบนาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีแบบ step-and-repeat ระดับเซมิคอนดักเตอร์เครื่องแรกของจีน ซึ่งคือ PL-SR โดยอ้างอิงกระบวนการ step-and-repeat ที่ใช้การฉีดหมึกช่วย แพลตฟอร์มนี้มีเป้าหมายหลักเพื่อการพัฒนากระบวนการในงานวงจรรวมขั้นสูงและการใช้งานไมโครดิสเพลย์บนพื้นฐานซิลิคอน

PL-AS ที่ส่งมอบใหม่นี้เป็นเครื่องนาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีแบบสุญญากาศและลมระดับเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งถือเป็นก้าวสำคัญจากการพัฒนาอุปกรณ์ไปสู่การทดแทนกระบวนการผลิต แทนที่จะใช้แนวทาง step-and-repeat เครื่องนี้ใช้โครงสร้างการกดพิมพ์แบบสัมผัสเต็มพื้นผิวที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับการผลิตระดับเวเฟอร์ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจำลองโครงสร้างไมโครและนาโนขนาดใหญ่ที่ใช้ในชิปโฟโตนิก

PL-AS ไม่ใช่แพลตฟอร์มสำหรับการตรวจสอบในห้องปฏิบัติการ แต่เป็นระบบที่มุ่งเน้นการผลิตจริง สามารถนำไปติดตั้งใช้งานได้โดยตรงบนสายการผลิต ทำให้เทคโนโลยีนาโนอิมพรินต์สามารถก้าวจากขั้นตอนการพัฒนากระบวนการไปสู่การผลิตขนาดใหญ่ได้

จาก PL-SR สู่ PL-AS พัฒนาการดังกล่าวเป็นมากกว่าการอัปเกรดอุปกรณ์ธรรมดา รุ่นก่อนตอบคำถามว่าอุปกรณ์นาโนอิมพรินต์ระดับเซมิคอนดักเตอร์ที่พัฒนาขึ้นภายในประเทศสามารถสร้างขึ้นได้หรือไม่ ขณะที่รุ่นใหม่แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพในการผลิตอย่างมีเสถียรภาพ ลดต้นทุน และทดแทนขั้นตอนการผลิตบางส่วนที่ใช้ DUV ในการผลิตชิปโฟโตนิกได้ 
 
อุปกรณ์นาโนอิมพรินต์ระดับเซมิคอนดักเตอร์ที่พัฒนาขึ้นภายในประเทศสามารถสร้างขึ้นได้หรือไม่ ขณะที่รุ่นใหม่แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนี้มีศักยภาพในการผลิตอย่างมีเสถียรภาพ ลดต้นทุน และทดแทนขั้นตอนการผลิตบางส่วนที่ใช้ DUV ในการผลิตชิปโฟโตนิกได้

เหตุใดการกดพิมพ์ด้วยลมจึงมีศักยภาพในการท้าทายการครองตลาดของ DUV?

นาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีถูกมองว่าเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่มีศักยภาพในการแข่งขันกับลิโทกราฟีแบบ DUV มาเป็นเวลานาน ทว่าการนำเทคโนโลยีจากห้องปฏิบัติการไปใช้งานในสายการผลิตจริงนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย

การกดพิมพ์ด้วยลูกกลิ้งแบบดั้งเดิมให้ปริมาณงานสูง แต่ลักษณะการสัมผัสแบบเส้น (line-contact) มักส่งผลให้ความหนาของชั้นสารตกค้าง (residual layer) ไม่สม่ำเสมอ ทำให้ยากที่จะตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดของการผลิตชิปโฟโตนิก ส่วนการกดพิมพ์แบบ step-and-repeat ให้ความแม่นยำสูง แต่การประมวลผลทีละพื้นที่ทำให้ปริมาณงานถูกจำกัด และเป็นอุปสรรคต่อการผลิตในระดับใหญ่

โครงสร้างแบบสุญญากาศและลมที่ PL-AS นำมาใช้ได้รับการออกแบบมาเพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ในระดับพื้นฐาน

หลักการสำคัญของระบบนี้คือการกดพิมพ์แบบสัมผัสเต็มพื้นผิว แรงดันลมทำหน้าที่คล้ายเบาะลม โดยกระจายแรงอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งแผ่นแบบพิมพ์ ลักษณะระดับนาโนทุกจุดบนเวเฟอร์จึงได้รับแรงกดที่สม่ำเสมอ ช่วยควบคุมความแปรปรวนของความหนาชั้นสารตกค้างให้อยู่ต่ำกว่า 2 นาโนเมตร ซึ่งเป็นเกณฑ์สำคัญในการผลิตอุปกรณ์โฟโตนิก

ในขณะเดียวกัน สภาพแวดล้อมแบบสุญญากาศยังช่วยลดข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับฟองอากาศ และเพิ่มประสิทธิภาพการเติมเต็มเมื่อเทียบกับกระบวนการแบบลูกกลิ้งดั้งเดิม

อีกหนึ่งจุดสำคัญคือ ระบบนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ระบบย่อยด้านออปติกที่ซับซ้อนและมีต้นทุนสูงเช่นเดียวกับที่ใช้ในลิโทกราฟี DUV ซึ่งช่วยลดเงินลงทุนด้านอุปกรณ์และต้นทุนการบำรุงรักษา ตามข้อมูลที่ระบุ ต้นทุนการผลิตสามารถลดลงเหลือประมาณหนึ่งในสิบของกระบวนการที่ใช้ DUV แบบดั้งเดิม

ในด้านสมรรถนะ PL-AS ได้รับการออกแบบให้แข่งขันกับระบบชั้นนำระดับนานาชาติ โดยรองรับขนาดลักษณะต่ำกว่า 10 นาโนเมตร ความแม่นยำในการจัดตำแหน่งที่กำหนดได้ในระดับหลายร้อยนาโนเมตร ความคลาดเคลื่อนของความสม่ำเสมอของแรงดันต่ำกว่า 0.5% และรองรับทั้งแม่พิมพ์แบบแข็งและพื้นผิวแบบโค้ง

การใช้งานในหลากหลายกลุ่มอุตสาหกรรม: จาก “ตัวเลือกสำรอง” สู่ “ทางเลือกสำหรับการผลิตเชิงมวล”

ความร่วมมือกับ Shenzhen Lice Technology ไม่ใช่กรณีเดียวที่เกิดขึ้น เทคโนโลยีการผลิตนาโนอิมพรินต์ได้ผ่านการตรวจสอบรับรองจากลูกค้าในหลากหลายกลุ่มชิปโฟโตนิกแล้ว

ชิป LiDAR

ด้วยการใช้แพลตฟอร์ม PL-AS บริษัท Shenzhen Lice Technology สามารถผลิตชิปอาร์เรย์เฟสออปติก (OPA) ที่มีรูเปิดกว้างขนาด 18 มม. ในระดับที่รองรับการขยายกำลังการผลิตได้ ซึ่งช่วยเร่งการนำเทคโนโลยี LiDAR แบบโซลิดสเตตเข้าสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์

ชิปสื่อสารด้วยแสงและชิปตรวจจับ (GaAs/InP)

ด้วยเทคโนโลยีนาโนอิมพรินต์แบบแม่พิมพ์ผสม ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับซับสเตรต GaAs และ InP ที่เปราะบางได้รับการแก้ไข ทำให้สามารถผลิตโครงสร้าง Bragg grating ที่มีความเที่ยงตรงสูงให้แก่ลูกค้าชั้นนำในประเทศได้

ชิปโฟโตนิกซิลิคอน

บริษัทได้ดำเนินการตรวจสอบรับรองการผลิตเชิงปริมาณของโครงสร้างริงเวฟไกด์บนเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้วสำเร็จแล้ว กระบวนการนี้รองรับการผลิตโครงสร้างขนาดตั้งแต่ 150 นาโนเมตร ถึง 10 ไมโครเมตรในขั้นตอนเดียว ขณะที่ยังคงรักษาความหนาของชั้นสารตกค้างให้ต่ำกว่า 10 นาโนเมตร และความแปรปรวนของความขรุขระของผนังด้านข้างต่ำกว่า 1 นาโนเมตรเมื่อเทียบกับแบบพิมพ์ที่ใช้กดทับ

การใช้งานเหล่านี้ร่วมกันชี้ให้เห็นถึงแนวโน้มที่กว้างขึ้น ภายในกลุ่มอุตสาหกรรมชิปโฟโตนิก นาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีไม่ใช่เพียงตัวเลือกสำรองอีกต่อไป แต่กำลังกลายเป็นโซลูชันการผลิตที่ได้รับความนิยมมากขึ้น ด้วยข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่น่าสนใจเมื่อเทียบกับวิธีการที่ใช้ DUV แบบดั้งเดิม

มุมมองสามด้าน: ความสำคัญเชิงลึกของการส่งมอบครั้งนี้ต่ออุตสาหกรรม

ความสำคัญของความก้าวหน้าด้านนาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีสามารถทำความเข้าใจได้จากสามมิติ

1. มิติทางเทคนิค: แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของนาโนอิมพรินต์ที่พัฒนาภายในประเทศในการทดแทนลิโทกราฟี DUV

ความสำเร็จนี้แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีนาโนอิมพรินต์ที่พัฒนาภายในประเทศสามารถเป็นทางเลือกที่ใช้งานได้จริงสำหรับลิโทกราฟี DUV โดยก้าวข้ามขอบเขตของการสาธิตในห้องปฏิบัติการ การพัฒนาต้นแบบ หรือการหลีกเลี่ยงสิทธิบัตร ผ่านการตรวจสอบรับรองการผลิตเชิงปริมาณบนเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้ว ซึ่งแสดงให้เห็นถึงระดับผลผลิตและความสม่ำเสมอที่เหมาะสมสำหรับการผลิตเชิงพาณิชย์

สำหรับอุตสาหกรรมที่คุ้นเคยกับการมองลิโทกราฟีผ่านมุมมองของ DUV และ EUV มาเป็นเวลานาน นี่ถือเป็นการเปลี่ยนแปลงมุมมองที่สำคัญ

2. มิติด้านอุตสาหกรรม: เปิดเส้นทางใหม่ที่มีต้นทุนต่ำและสามารถควบคุมได้เองสำหรับการผลิตชิปออปติก

เทคโนโลยีนี้เปิดเส้นทางใหม่สำหรับการผลิตชิปโฟโตนิกที่มีต้นทุนต่ำและสามารถควบคุมได้ภายในประเทศ

อุปกรณ์โฟโตนิก ซึ่งรวมถึงชิป LiDAR ชิปสื่อสารด้วยแสง และชิปโฟโตนิกซิลิคอน มีความอ่อนไหวต่อต้นทุนการผลิตสูง ต้นทุนที่สูงของการผลิตด้วย DUV เป็นปัจจัยหนึ่งที่จำกัดการขยายการใช้งานในด้านต่าง ๆ เช่น การขับขี่อัตโนมัติและการเชื่อมต่อด้วยแสงสำหรับ AI มาเป็นเวลานาน

การลดต้นทุนการผลิตลงเหลือประมาณหนึ่งในสิบของกระบวนการ DUV แบบดั้งเดิม อาจช่วยบรรเทาแรงกดดันด้านต้นทุนในห่วงโซ่อุปทาน และสร้างโอกาสทางธุรกิจให้กับนวัตกรรมในขั้นปลายน้ำได้มากขึ้น

3. มิติเชิงกลยุทธ์: การสร้างระบบครบวงจรที่พึ่งพาตนเองได้ ครอบคลุม “อุปกรณ์–วัสดุ–กระบวนการ”

แนวทางนี้ช่วยสร้างระบบนิเวศที่บูรณาการอย่างครอบคลุม ทั้งอุปกรณ์ วัสดุ และกระบวนการผลิต

เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องครอบคลุมการกดพิมพ์นาโนอิมพรินต์แบบใช้แรงดันลม แบบลูกกลิ้ง และแบบ step-and-repeat พร้อมทั้งรองรับกระบวนการเหล่านี้ด้วยวัสดุเรซิสต์สำหรับการกดพิมพ์แบบสองชั้นที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะ

สิ่งนี้หมายความว่าจีนไม่ได้มีเพียงอุปกรณ์ชิ้นเดียวในอุตสาหกรรมนาโนอิมพรินต์ แต่กำลังพัฒนาระบบนิเวศที่ครอบคลุมมากขึ้น ตั้งแต่วัสดุและอุปกรณ์ไปจนถึงการบูรณาการกระบวนการผลิต

บทสรุป: เส้นทางใหม่ที่จีนกำลังพัฒนาขึ้นเริ่มเป็นรูปเป็นร่าง

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ความเป็นผู้นำด้านลิโทกราฟีเซมิคอนดักเตอร์กระจุกตัวอยู่ในกลุ่มผู้จัดหาอุปกรณ์จากยุโรป สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่น ขณะที่จีนยังคงอยู่ในสถานะผู้ไล่ตามในเส้นทางการพัฒนาเทคโนโลยี DUV และ EUV เป็นส่วนใหญ่

ด้วยการพัฒนาแพลตฟอร์ม PL-AS ความก้าวหน้าครั้งนี้แสดงให้เห็นว่า ในสาขาที่มีความสำคัญเชิงกลยุทธ์อย่างชิปโฟโตนิก บริษัทจีนมีโอกาสดำเนินเส้นทางการพัฒนาที่แตกต่างออกไป โดยอาศัยนวัตกรรมด้านกระบวนการ ความเชี่ยวชาญทางวิศวกรรม ต้นทุนการผลิตที่ลดลง และการพึ่งพาตนเองทางเทคโนโลยีที่เพิ่มขึ้น

ในขณะที่ชิปโฟโตนิกมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในโครงสร้างพื้นฐาน AI การสื่อสารด้วยแสง และการใช้งานด้านการตรวจจับขั้นสูง นาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟีอาจกำลังพัฒนาจากเทคโนโลยีทางเลือกไปสู่แนวทางการผลิตที่ใช้งานได้จริงสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์รุ่นถัดไป

เกี่ยวกับ NTI Technology

NTI เป็นหนึ่งในไม่กี่ทีมในจีนและทั่วโลกที่เชี่ยวชาญกระบวนการหลักของนาโนอิมพรินต์ลิโทกราฟี ครอบคลุมการกดพิมพ์แบบแผ่น การกดพิมพ์ด้วยลม การกดพิมพ์แบบม้วนต่อม้วน และการกดพิมพ์แบบ step-and-repeat บริษัทได้สร้างระบบนิเวศอุตสาหกรรมที่บูรณาการอย่างเต็มรูปแบบ ซึ่งผสานอุปกรณ์ วัสดุ และเทคโนโลยีกระบวนการเข้าด้วยกันอย่างลึกซึ้ง

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม กรุณาเยี่ยมชมเว็บไซต์ทางการของ NTI: เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ