日本不僅獲得31個諾貝爾獎，其76項半導體材料壟斷全球市場。大日本印刷突破1.4nm模板技術，支持佳能納米壓印裝置，耗電僅EUV光刻機1/10，成本大幅降低，適用於AI、自動駕駛晶片。台積電、三星計劃量產，中國半導體落後，可趁禁售窗口合作引入，實現先進制程彎道超車，補齊7nm短板。
在兩個月前的2025年度諾貝爾獎自然科學獎項頒佈新聞發佈會上，日本又增添了兩名諾貝爾獎得主：一個是榮獲生理學/醫學獎的大阪大學教授坂口志文，另一個是榮獲化學獎的京都大學教授北川進。
雖然一年獲得兩個諾貝爾科學獎已經令囊中羞澀的我們羨慕不已，但更令人驚嘆的是，截至2025年，日本獲得的諾貝爾獎中，2000年後的25年裏，日本獲得了22個諾貝爾科學獎，成為獲得諾獎最多的非歐美國家。
紮實的科學研究實力，不僅讓日本獲得了31個諾貝爾獎，還使其成為全球最先進的半導體關鍵材料技術和產品供應國。日本在EUV光刻膠製備技術、300mm大矽片製造技術、半導體塗膠顯影設備技術等76項半導體材料和設備領域構築了全球最嚴密的技術壁壘，擁有市場份額超過70%的絕對壟斷地位。
日本在半導體材料和設備領域的技術積累，推動日企砥礪前行，不斷實現突破與超越。最近，日企又在先進半導體核心構件方面取得了重大突破。
12月10日，《日經亞洲》報道稱，大日本印刷（DNP）開發出了能以十分之一的耗電量生產先進半導體的技術。將面向佳能生產的新方式製造裝置，於2027年量產可支持新一代1.4納米（1納米為十億分之一米）產品的核心構件。該技術的出現，讓人工智能（AI）半導體的製造成本有大幅降低的可能性。
目前，要量產最先進的半導體，需要使用全球只有荷蘭阿斯麥控股（ASML Holdings）生產的極紫外（EUV）光刻機。在晶圓（基板）上繪製電路的「光刻工序」佔半導體總製造成本的3至5成。電路越精細，光刻次數就越多，耗電量也隨之增加。一台EUV光刻機的價格為300億日元左右，給半導體廠商帶來沉重的投資負擔。
而佳能的「納米壓印（Nanoimprint）」製造裝置，採用類似蓋印章的方式在晶圓上製作電路。大日本印刷開發出了相當於精細印章的電路原版「模板（template）」，最高可用於1.4納米製程。此前該技術無法支持2納米等先進半導體的製造。
製作模板時，需要使用光刻技術。此次大日本印刷重新篩選了材料並調整設置條件，還採用了可使半導體電路密度翻倍的「雙重圖形化（Double Patterning）」技術。
從2023年開始，佳能便銷售與EUV完全不同的納米壓印裝置。與EUV光刻機需要使用強光源來轉印電路圖案需要消耗更多電能相比，納米壓印裝置耗電量更低。預計納米壓印裝置單台設備的價格為3-5千萬美元，銷售價格僅為EUV光刻機的六分之一至四分之一。
不過，由於是直接接觸模板來繪製電路，這讓佳能的納米壓印裝置對環境和工藝的要求更高。因為一旦混入雜質，壓印電路就容易出現缺陷，良品率就會降低。該工藝同時還面臨需要提高處理速度等課題。因此，習慣於使用EUV的晶片製造企業，目前僅存儲器大型製造商鎧俠控股等引入這種裝置，目前還在用於驗證用途，尚未在量產線中採用。
更先進的1.4納米半導體，將主要用於AI數據中心及自動駕駛領域，發揮智能設備大腦的關鍵作用。全球最大的晶片製造代工企業台積電（TSMC），計劃2028年開始量產1.4納米半導體，韓國的三星電子則計劃2027年開始量產1.4納米晶片。目前，兩家企業都表示對納米壓印裝置感興趣。
不過，因為各企業的現有的半導體工廠，均按照已經使用的EUV光刻機為前提設計，而採用納米壓印裝置的門檻較高。因此他們只能在新建半導體製造工廠時才能引進這種裝置，並按該裝置的要求設計對環境要求更高的廠房。這導致佳能納米壓印裝置的推廣較為緩慢。
過去，佳能和尼康兩家日本企業在光刻機市場佔據了超過一半的全球份額。但阿斯麥在製程精細化競爭中取得了勝利，目前佔據了全球9成市場。如果未來納米壓印裝置市場擴大，日本企業有望東山再起。大日本印刷等材料廠商也有望入局。富士膠片控股已表示將通過在繪製電路時塗在晶圓上的材料來涉足這一市場。
佳能已於2024年向美國德克薩斯州及英特爾等半導體企業參與的官民合作組織「Texas Institute for Electronics（德克薩斯州電子研究所）」首次提供納米壓印裝置。能否與EUV光刻機形成共享市場的格局，將成為備受關注的焦點。
目前中國公開量產的半導體最先進制程為中芯國際採用DUV多重曝光技術，能在14納米平台上實現等效7納米性能的N+1工藝實現的7納米，而且，良品率很低，產能有限，成本極高。如果我們看到有人說突破了5納米甚至3納米，切記，那一定是無法驗證的胡編亂造的。
如果我們的半導體大廠能夠與大日本印刷和佳能合作，利用半導體壓印裝置還未被美國列入禁售目錄的機會窗口引入其1.4納米的壓印裝置，可能真的能夠幫助我們在半導體製造領域實現彎道超車，補齊我們在先進制程晶片方面的短板。
