全球纳米压印光刻专利发展态势

纳米压印光刻(NIL, Nano-Imprint Lithography)将现代微电子加工工艺融合于印刷技术中，克服了光学曝光技术中光衍射现象造成的分辨率极限问题，展示了超高分辨率、高效率、低成本、适合工业化生产的独特优势。从发明至今，纳米压印光刻一直受到学术界和产业界的高度重视，被称为微纳加工领域中第三代最有前景的光刻技术之一。

笔者在The Lens全球专利和学术数据库中使用检索式(title:(“Nano-imprint lithography” OR “Nanoimprint”) OR abstract:(“Nano-imprint lithography” OR “Nanoimprint”))检索全球NIL专利，检索时间为2023年8月28日。根据专利管辖权，笔者将全球NIL专利分为申请目标国在国外的国外专利和申请目标国是中国的中国专利，并分析两者的发展态势。

一、专利申请趋势

纳米压印发明于1970年，直到1995年，美国普林斯顿大学周郁首次提出热纳米压印技术，压印作品分辨率高达10-50nm，使得该技术引发行业大面积讨论，同年国外NIL领域出现专利申请情况。此后，NIL国外专利申请呈逐年上升趋势，2007年后发展迅速，并于2011年达到最高值后进入衰退期（图1）。

图1 NIL国外专利趋势

与国外专利申请趋势不同，中国专利布局起步时间晚，2001年首次出现专利申请情况，并在2019年前处于缓慢增长阶段。2019年后，NIL中国专利申请上升态势明显，截至2022年仍呈现出强劲的增长势头（图2）。

图2 NIL中国专利趋势

二、主要申请人

NIL领域国外专利的前十位申请人分别是：富士胶片、佳能、分子压印、大日本印刷株式会社、三星电子、昭和电工株式会社、韩国机械与材料研究所、应用材料、法国原子能署、大赛璐株式会社，其中有九家企业，且有四家日本企业（图3）。其中，佳能于今年4月公开其纳米压印光刻模板、使用该模板的系统和方法专利（US20230120053A1），富士于今年8月也公开了用于形成纳米压印夹层的组合物及其生产方法专利（US20230250311A1）。NIL领域国外专利主要申请人中日企约占半数，说明了日本最寄希望于NIL。日经新闻网也称，对比EUV光刻工艺，使用NIL制造芯片能够降低将近四成制造成本和九成电量。铠侠、佳能和大日本印刷等公司规划在2025年将该技术实用化，其中，佳能已于去年宣布计划新建工厂，生产纳米压印工具等半导体光刻设备。

NIL领域中国专利申请虽然起步晚，但也存在诸多研发力量。中国专利前十位申请人中企业与高校数量相当，企业有天仁微纳、京东方、华天慧创、苏州光舵微纳，高校有华中科技大学、长春理工大学、青岛科技大学、南京大学，且已有国外企业佳能在我国开展专利布局（图4）。NIL领域中国专利主要申请人中天仁微纳占据首位，今年8月，该公司就一种适用于多种形状模板的纳米压印辅助装置申请的发明专利获得授权（CN202210297383.8）。

图3 NIL国外专利主要申请人

图4 NIL中国专利主要申请人

三、专利热点技术

NIL领域国外专利和中国专利热点技术相同，出现频率最高的技术均是使用图案化方法的光刻工艺（G03F7/0002）、纳米结构的制造或处理（B82Y40/00）、用于信息加工、存储或传输的纳米技术（B82Y10/00）（图5、图6）。

可见，使用图案化方法的光刻工艺、纳米结构的制造或处理和用于信息加工、存储或传输的纳米技术是NIL领域的核心技术。

图5 NIL国外专利热点技术

图6 NIL中国专利热点技术

四、专利质量

NIL领域国外专利质量较高，最高被引专利出现于2009年（图7），是由日企Semiconductor Energy Lab申请的美国专利Semiconductor Device and Method for Manufacturing the Same, and Electric Device（US2009/0073325A1），该发明能够简化在形成多层布线时加工布线所需的步骤，当前被引用2872次。

NIL领域中国专利中最高被引专利出现于2011年（图8），是由苏大维格和苏州大学申请的Transparent conductive film and manufacturing method thereof（CN102063951A），发明提出了一种透明导电薄膜及其制备方法。目前该专利被引125次，与国外专利相比，中国专利质量较低。

图7 NIL国外专利被引情况

图8 NIL中国专利被引情况

参考链接

[1] The Lens.https://www.lens.org/?locale=zh

[2] 果壳硬科技.纳米压印光刻，能让国产绕过ASML吗.2023-03-20[2023-09-19].https://www.ithome.com/0/680/838.htm

[3] Asia Times.Canon on cusp of nanoimprint chip-making revolution.2022-11-18[2023-09-19].https://asiatimes.com/2022/11/canon-on-cusp-of-nanoimprint-chip-making-revolution/#:~:text=Canon%E2%80%99s%20new%20factory%20will%20be%20built%20in%20Utsunomiya%2C,in%20mass%20production%20of%20its%20NAND%20flash%20memory.