De jarenlange race naar steeds geavanceerdere knooppunten wordt vooral gedomineerd door één woord: EUV. Extreme ultraviolet lithografie heeft zich ontwikkeld tot het meest kostbare – en energie-intensieve – knelpunt in de productie van cutting-edge chips. Elke keer dat er een min of meer geloofwaardige alternatief opduikt, volgt de markt nauwlettend.
Deze week heeft Dai Nippon Printing (DNP) opnieuw een nieuwe troef op tafel gelegd: een sjabloon voor nanoimprint lithografie (NIL) dat in staat is patronen met lijnen van slechts 10 nm over te brengen. Het bedrijf koppelt deze technologische sprong aan processen die vergelijkbaar zijn met de ontwikkeling van chips op de 1,4 nm-generatie. DNP stelt zichzelf ten doel om massaproductie te realiseren vanaf 2027 en mikt op een verkoop van NIL-producten tot 4.000 miljard yen in het fiscale jaar 2030.
Het nieuws wordt vergezeld door andere ontwikkelingen. Canon, dat al jaren pleit voor nanoimprint als een “parallel pad” naast EUV, kondigde in 2024 de verzending aan van haar eerste commerciële systeem, de FPA-1200NZ2C, naar het Texas Institute for Electronics (TIE). Hiermee richt Canon zich direct op de fabrieksbalans, door te beloven dat NIL minder energie verbruikt en minder dure apparatuur vereist in vergelijking met traditionele belichtingsmethoden.
Waarom is dit relevant voor de financiële markt? In halfgeleiders zijn technologische sprongen belangrijk, maar echt bepalend is vooral de combinatie van kapitaaluitgaven (capex), operationele kosten (opex) en risico’s. De inzet van EUV en vooral de overstap naar High-NA EUV brengen fabriekskosten op een niveau dat slechts weinigen kunnen dragen. Praten over High-NA heeft zelfs de normering van circa 350 miljoen dollar per machine door ASML genormaliseerd in de financiële berichtgeving.
Daarnaast is het energy budget van cruciaal belang: de energiekosten van een geavanceerde fabriek beïnvloeden locatiekeuzes en supply chain-besluiten. TSMC bijvoorbeeld heeft al maatregelen aangekondigd om het energieverbruik van EUV-processen te beperken. Het risico op productieverlies door defecten, slijtage van sjablonen en precisiefouten bij de inschakeling van meerdere lagen blijft daarbij een grote zorg.
Het semiotische perspectief op NIL is niet zozeer dat het EUV volledig wil vervangen, maar dat het de werklast ervan kan verlichten. DNP claimt een NIL-shabloon met patronen van 10 nm breedte te hebben ontwikkeld, gebruikmakend van technieken zoals Self-Aligned Double Patterning (SADP) en expertise in fotomaskers en fabricageprocessen. Cruciaal zijn twee zetstukken in de mededeling: dat deze technologie “een deel van het EUV-proces kan vervangen” en dat het energiebesparingen tot ongeveer tien procent kan opleveren vergeleken met bestaande opties als ArF-immersion en EUV.
Indien deze energiebesparingen in massaproductie haalbaar blijken te zijn, zou dit kunnen leiden tot lagere elektriciteitskosten en minder EUV-capaciteit in bepaalde lagen. Niet alle lagen van een chip vereisen hetzelfde niveau van precisie, waardoor NIL vooral potentieel heeft voor die onderdelen waar tolerantie wat groter is.
Aan de andere kant positioneert Canon zich als een leverancier van NIL-middelen, gericht op R&D en validatie, met een focus op energie-efficiëntie en kostenbesparing. De combinatie van DNP’s expertise in patronen en Canon’s machine- en proceskennis wordt gezien als een strategische tandem die de waardeketen verder kan versterken.
Voor beleggers en analisten ligt de grote vraag op de lange termijn vooral in de realiteit op de fabrieksvloer. Het kost vaak jaren om nieuwe lithografie-technieken te testen, te valideren en schaalbaar te maken. Verschillende obstakels blijven namelijk bestaan: defecten door stof of slijtage, de levensduur van sjablonen, nauwkeurigheid bij het uitlijnen van lagen en de doorvoersnelheid, die essentieel is in volumeproductie.
Kortom, NIL biedt een veelbelovende methode om kosten en energie te besparen, maar het is geen wondermiddel dat EUV overbodig maakt. Het zal waarschijnlijk vooral in bepaalde lagen en toepassingen worden ingezet als aanvullende technologie.
De komende jaren zal het vooral aankomen op concrete demonstraties, afspraken over leveringen, en bewijs dat de technologie in productie op grote schaal kan worden gebracht zonder dat yield en kwaliteit daaronder lijden. Het feit dat Japanse bedrijven zoals DNP en Canon zich hiervoor positioneren, onderstreept de urgentie binnen de sector om alternatieven te ontwikkelen en te testen.
In de nabije toekomst zullen beleggers vooral letten op drie signalen: de mate waarin NIL wordt ingezet in productie, de resultaten met betrekking tot defecten en yields, en ambities voor verdere industrialisatie en contracten in de komende jaren. Dit alles bepaalt of NIL daadwerkelijk klaar is om het litografische landschap te veranderen en mogelijk de druk op EUV te verlichten—of dat het slechts een veelbelovende proef wordt die niet de grote verandering brengt waarop de markt hoopt.