技术突破 - 世界领先的半导体研发机构imec首次成功展示了利用极紫外光刻技术在整片300mm晶圆上制备固态纳米孔的成果 这是实现其低成本大规模生产的关键一步 [2][3] - 该团队将极紫外光刻技术与基于间隔层的刻蚀技术相结合 在300mm晶圆上制备了直径小至约10纳米的高度均匀纳米孔 实现了纳米级的精度和可重复性 [3] - 将纳米孔嵌入氮化硅膜中 并在水性环境中利用DNA片段进行易位实验 证实了其具有高信噪比和优异的润湿性能 验证了对生物材料的传感性能 [3] 技术优势与应用前景 - 固态纳米孔是蚀刻在氮化硅膜上的微小孔洞 宽度仅为几纳米 当浸入液体并连接电极时 单个分子通过可产生可实时分析的电信号 实现无需标记的单分子检测 [2] - 与由脂质膜中蛋白质形成的生物纳米孔相比 固态纳米孔凭借其稳健性 可调控性和与半导体制造的兼容性 克服了稳定性及集成性挑战 成为可扩展 高通量传感的理想选择 [2] - 纳米孔孔径易于调节 应用范围十分广泛 从病毒鉴定到DNA和蛋白质分析均可胜任 是下一代诊断 蛋白质组学 基因组学乃至分子数据存储应用的关键 [2] - 该技术有望实现快速诊断 个性化医疗和分子指纹识别 为医疗保健及其他领域的高通量生物传感器阵列打开了大门 [3][4] 后续开发与规划 - imec目前正在开发一种采用可扩展流体控制技术的模块化读出系统 旨在为相关应用的化学开发提供平台 并邀请生命科学工具开发者使用该平台测试概念和需求 [4] - 在2026年IEEE国际固态电路会议上 将发表论文展示imec开发的概念验证ASIC读出芯片 该芯片为256通道事件驱动读出 在1 MHz带宽内具有193 pArms噪声 以支持下一代定制纳米孔 [4]