奈米壓印技術遲到 新一代硬碟延宕問世時程 - 儲存設備

奈米壓印(nano-imprint)技術曾經被認為是開發下一代微影技術的關鍵。

多年來，奈米壓印微影技術已取得了長足的進步，但在很大程度上，這種技術仍停留在研
發階段。儘管奈米壓印並未能如許多人所願地衝擊半導體晶圓廠的主流生產製程，但這種
技術卻已延遲導入其最大的潛在市場──硬碟(HDD)。

目前硬碟製造商使用濺鍍技術在硬碟上實現磁性介質，但這些產品很快地就會遭遇1TB容
量的極限。大約在今年底左右，硬碟製造商們將使用一種名為‘位元規則介質’
(bit-patterned media)的下一代技術來生產硬碟；這種技術據稱可將傳統的儲存容量擴
展到10TB。

每個磁性位元均以實體方式組合到採用位元規則介質的硬碟上。為了實現這種技術，硬碟
製造商們正從濺鍍轉移至奈米壓印微影技術製程，以實現重大改變與轉型。這並意味著硬
碟製造商們首次將微影技術用於生產。

但根據報導，硬碟製造商們已經延遲了上述的轉型，這是由於在樣品生產中發現了一些無
法預料的問題與其它種種因素所致。轉型至採用位元規則介質和奈米壓印這兩種技術“可
能會比我們所想像的更晚幾年。”硬碟製造商日立環球儲存科技(Hitachi GST)公司聖荷
西研究中心規則媒介經理Thomas Albrecht表示。

在SPIE先進微影會議上發表演講後，Albrecht接受了《EETimes》的採訪。他認為，位元
規則介質進入量產或主流生產階段大約還需要4到5年的時間。

不同的硬碟製造商們對於位元規則介質的投產時程各有計劃，因而更加增添奈米壓印供應
商的焦慮與不安，因為這些供應商們都指望這種技術能成為市場成長的動力。包括
Nanonex、Molecular Imprints(MII)、Obducat等奈米壓印供應商們已經開始出貨工具給
硬碟公司，並焦急地等待這種技術進入實質性生產階段。

一些人認為，生產先進硬碟的製程從濺鍍轉型至奈米壓印的時間將長達5年，也有人認為
這一轉型時間將會更早，大約在2011或2012年。

“硬碟製造商們所經歷的奈米壓印製程延遲是全面性的”，普林斯頓大學教授Stephen
Chou指出。Stephen Chou同時也是奈米壓印先驅Nanonex公司創辦人兼主席。

“硬碟製造商們在位元規則介質方面投入了大量資金”，Chou表示，“但目前他們對於位
元規則介質和奈米壓印微影技術何時可投產還沒有明確的時間表。”

MII公司執行長Mark Melliar-Smith認為，奈米壓印技術可望在2014或2015年以前由硬碟
公司投入生產。現在，奈米壓印正“從開發轉向試產階段。”Melliar-Smith在SPIE大會
上表示。

硬碟製造商“已經購買了一些奈米壓印工具”，市場研究公司VLSI Technology執行長
G.Dan Hutcheson指出，但“他們尚未開始投產。”

這並不表示奈米壓印技術遭遇到麻煩了。事實上，奈米壓印“正不斷取得進步，並已經從
一個科學研究計劃變成一種實用的技術，”Hutcheson表示。

這種技術仍處於發展初期，業界對於IC、硬碟、LED、光學和太陽能市場中所使用的工具
均非常感興趣。有趣的是，奈米壓印技術可製造出特徵尺寸在10nm以下的元件，而且成本
只有傳統光學微影製程的一小部份。

奈米壓印技術並未使用昂貴的光學元件，而是採用簡單的壓印或熱鑄製程，在元件上產生
特徵圖案。這種製程先從模板或鑄模著手，然後再由電子束工具根據1:1比例的縮減機制
在模板上選擇特徵圖案。使用奈米壓印工具──就像一台巨大的壓印機──模板被壓向加
熱的單層基板，最終形成微型的特徵尺寸。

但奈米壓印的低吞吐量與重量等固有缺點，使其還無法成為主流製程。

相較於與光學微影技術，奈米壓印市場顯得非常小，只有大約4,000萬至6,000萬左右，但
供應商宣稱，硬碟業務將使奈米壓印市場提升到10億美元左右──前提是如果硬碟製造商
採用這種技術的話。



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