在半导体技术与生命科学交叉的前沿领域，一项重要进展引发了行业关注。近日，在IEDM 2025大会上，全球顶尖研发机构imec首次公开演示了基于极紫外（EUV）光刻技术、在300mm晶圆上规模化制备固态纳米孔的成果。这不仅标志着纳米孔制造迈向高精度与可重复生产的关键一步，也为下一代分子诊断、基因组学等应用铺平了道路。
纳米孔是在超薄氮化硅膜上刻蚀出的纳米级孔道，孔径可小至数纳米。当置于液体环境中并施加电压时，DNA、蛋白质等生物分子在穿过孔道时会引起电流变化，从而实现无需标记的单分子检测。这种技术具有灵敏度高、适用范围广的特点，在病毒检测、DNA测序、蛋白质分析等领域潜力巨大。与早期依靠脂质膜中蛋白质形成的生物纳米孔相比，固态纳米孔具备更佳的稳定性、可调控性，并且与现有半导体工艺相兼容，更有利于大规模集成与量产。
长期以来，固态纳米孔走向商业化的主要瓶颈在于制造环节——如何在大面积晶圆上高效、均匀地制备出尺寸精确的纳米孔。传统方法往往速度慢、一致性差，难以满足传感应用对通量与可靠性的要求。
imec此次突破的核心，是将本用于先进逻辑芯片制造的EUV光刻技术，创新性地应用于纳米孔加工。结合间隔层刻蚀工艺，研究团队在整片300mm晶圆上成功制出直径约10纳米、均匀性高的纳米孔阵列，实现了纳米级精度的可控生产。后续通过DNA片段易位实验验证，该纳米孔展现出高信噪比与良好的生物相容性，完全满足分子传感需求。
这一制造突破的意义不仅限于技术验证，更在于为高通量、低成本生物传感器的大规模生产提供了可行性。imec研发负责人表示，利用现有EUV光刻设施，可以大幅降低纳米孔器件的制造成本，加速其在医疗健康、环境监测、分子数据存储等场景的落地。
目前，imec已着手开发配套的模块化读出系统与流体控制平台，旨在为生命科学工具开发商提供开放的技术验证与合作接口。随着工艺进一步成熟，未来我们有望看到基于固态纳米孔的快速诊断设备、个性化医疗检测方案乃至新型分子指纹识别系统陆续涌现。
