如何提升利潤水平是所有企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。在PCB領(lǐng)域，傳統(tǒng)曝光技術(shù)需要使用底片，增加了多道制造工序，無法滿足中高端PCB產(chǎn)品的精度、產(chǎn)能、良率等大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化制造要求，而直接成像設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更為精細(xì)化線寬，提升產(chǎn)品良率，縮短生產(chǎn)周期，有效提升下游PCB制造企業(yè)的利潤水平。在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，目前IC及FPD制造光刻設(shè)備主要為掩膜光刻設(shè)備，而掩膜光刻設(shè)備不僅價(jià)格昂貴，還需要使用生產(chǎn)周期較長、成本昂貴的掩膜版，下游廠商無法靈活快速地更換掩膜版，不能實(shí)現(xiàn)柔性化生產(chǎn)。此外，隨著泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)制造精度的不斷提升，掩膜版的生產(chǎn)成本呈現(xiàn)大幅上升趨勢(shì)，對(duì)下游制造廠商形成了巨大的成本壓力。

直寫光刻技術(shù)作為一種無掩膜光刻技術(shù)，只需通過控制光的強(qiáng)度和掃描刻寫路徑就可以實(shí)現(xiàn)任意圖形的高精度刻寫，較其他刻寫方式而言更為簡單，成本也更為低廉，因此可以實(shí)現(xiàn)高精度、高靈活度、低成本的生產(chǎn)。同時(shí)，隨著直寫光刻技術(shù)水平的提升，其生產(chǎn)效率也得到了大幅提升，目前直接成像設(shè)備及直寫光刻設(shè)備在PCB制造、晶圓級(jí)封裝以及FPD顯示面板制造等領(lǐng)域已得到了不斷應(yīng)用。未來，隨著直接成像設(shè)備及直寫光刻設(shè)備技術(shù)水平的不斷提高，其下游市場應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒌玫讲粩鄶U(kuò)大，行業(yè)市場發(fā)展前景廣闊。

光刻設(shè)備是微納制造的一種關(guān)鍵設(shè)備，光刻設(shè)備的性能直接決定微納制程精細(xì)程度。直寫光刻是微納光刻的重要分支，它既具有投影光刻的技術(shù)特點(diǎn)，如投影成像技術(shù)、雙臺(tái)面技術(shù)、步進(jìn)式掃描曝光等，又具有投影光刻所不具有的高靈活性、低成本以及縮短工藝流程等技術(shù)特點(diǎn)。

直寫光刻設(shè)備涉及精密機(jī)械、紫外光學(xué)、圖形圖像處理、模式識(shí)別、深度學(xué)習(xí)、自動(dòng)控制、高速數(shù)據(jù)處理、有機(jī)化學(xué)等多領(lǐng)域的跨學(xué)科綜合技術(shù)。直寫光刻技術(shù)是采用高速實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)面掃描的直寫技術(shù)，利用大功率紫外激光或LED光源，通過高效集光系統(tǒng)和勻光系統(tǒng)，照射在數(shù)字微鏡器件（DMD）上，通過數(shù)據(jù)鏈路實(shí)時(shí)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)圖形，然后動(dòng)態(tài)圖形通過高精度、低畸變的投影曝光鏡頭直接投影至覆有感光材料的基材上，實(shí)現(xiàn)高達(dá)幾百萬束光同時(shí)進(jìn)行掃描曝光，通過空間面掃描和無縫拼接技術(shù)，高效實(shí)時(shí)地形成曝光圖形。 ? ?

在直寫光刻技術(shù)領(lǐng)域，采用DMD的直寫光刻技術(shù)是從傳統(tǒng)曝光技術(shù)發(fā)展而來的一種新技術(shù)，其曝光成像原理與傳統(tǒng)曝光技術(shù)類似，區(qū)別在于采用DMD取代傳統(tǒng)的掩膜版或底片，其主要原理是利用計(jì)算機(jī)把對(duì)應(yīng)的光刻圖案輸至DMD芯片中，DMD微鏡陣列根據(jù)光刻圖案調(diào)整對(duì)應(yīng)的微鏡轉(zhuǎn)角，同時(shí)準(zhǔn)直光源照射至DMD微鏡陣列表面，產(chǎn)生與光刻圖案相符的光圖像，光圖像通過投影曝光鏡頭成像至基材表面，基材在受控的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上完成多次往返掃描運(yùn)動(dòng)和圖形拼接，實(shí)現(xiàn)任意圖形的高精度光刻。

采用DMD的直寫光刻技術(shù)原理示意圖

基于直寫光刻技術(shù)的原理，直寫光刻設(shè)備不僅要攻克投影光刻所須解決的位置精度、線寬質(zhì)量等問題，還要攻克直寫光刻技術(shù)所獨(dú)有的技術(shù)難題，主要包括：（1）圖形拼接問題；（2）大數(shù)據(jù)量圖形數(shù)據(jù)生成及其高速實(shí)時(shí)無失真?zhèn)鬏攩栴}；（3）產(chǎn)能提升的問題；（4）不同曝光鏡頭光刻線寬一致性的問題。 ? ?

直寫光刻系統(tǒng)集成模塊及各子系統(tǒng)如下圖所示：

PCB直接成像設(shè)備結(jié)構(gòu)圖（以激光直接成像設(shè)備為例）

泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備結(jié)構(gòu)圖 ? ?

系統(tǒng)集成技術(shù)

光刻設(shè)備具有多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)集成具有較高的技術(shù)要求。系統(tǒng)集成包括整機(jī)的設(shè)計(jì)、裝調(diào)和集成，其中設(shè)計(jì)包括整機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)的確定、子系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的合理分配等，裝調(diào)包括各子系統(tǒng)的組裝、檢測(cè)和調(diào)試等，集成包括整機(jī)的組裝、檢測(cè)和工藝調(diào)試等。

整機(jī)的設(shè)計(jì)首先需定義整機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)，如最小線寬、對(duì)位精度、產(chǎn)能、良率、MTBF（平均故障間隔時(shí)間）、設(shè)備維護(hù)和運(yùn)行成本等；其次需要將整機(jī)系統(tǒng)指標(biāo)分配至各子系統(tǒng)，定義出子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)并合理地平衡，以確保各子系統(tǒng)以最優(yōu)的技術(shù)方案滿足整機(jī)的設(shè)計(jì)要求。

整機(jī)的裝調(diào)和集成首先需要實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)的組裝、調(diào)試和檢測(cè)，確保其滿足子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，如鏡頭需達(dá)到分辨率的規(guī)格、對(duì)位系統(tǒng)需達(dá)到對(duì)位精度的要求等；其次是將調(diào)試完成后的各子系統(tǒng)組裝成整機(jī)，并借助一系列工藝調(diào)試和檢測(cè)手段，合理地平衡和配置各子系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)的系統(tǒng)指標(biāo)。以PCB直接成像設(shè)備為例，為提高對(duì)位精度，直接手段是提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的性能，但是僅僅通過提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的性能勢(shì)必會(huì)大幅增加設(shè)備的成本，此時(shí)應(yīng)從整機(jī)系統(tǒng)集成的角度分析對(duì)位精度的誤差來源和主要影響因素（如圖形正確性、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)性能、鏡頭畸變、鏡頭倍率一致性、鏡頭遠(yuǎn)心度以及設(shè)備熱性能等），綜合評(píng)估各影響因素的貢獻(xiàn)，以得出提升對(duì)位精度的最優(yōu)方案。 ? ?

此外，設(shè)備故障診斷時(shí)，也需要從整機(jī)系統(tǒng)集成的角度對(duì)故障進(jìn)行歸因分析，設(shè)計(jì)出具有針對(duì)性的檢測(cè)和調(diào)試方法，準(zhǔn)確找到故障原因所在。例如，當(dāng)設(shè)備曝光解析不良時(shí)，需從系統(tǒng)的角度綜合分析鏡頭倍率變化、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)漲縮、對(duì)焦離焦、圖形圖像匹配、干膜質(zhì)量、前后制程工藝參數(shù)等影響因素，而非簡單地歸因于光刻鏡頭成像質(zhì)量。

光刻紫外光學(xué)及光源技術(shù)

光刻紫外光學(xué)及光源技術(shù)是直寫光刻設(shè)備的核心技術(shù)之一，決定了光刻的線寬精度和線寬一致性。

①大功率紫外半導(dǎo)體激光光源技術(shù)

激光器是直寫光刻設(shè)備的光源發(fā)射裝置，是光刻設(shè)備的關(guān)鍵零部件之一。激光光源由數(shù)個(gè)單顆半導(dǎo)體激光器組成，目前單顆半導(dǎo)體激光器最大功率只有0.5W，如果需要大于10W的激光光源，就需要將多個(gè)半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光通過耦合透鏡耦合進(jìn)光纖，再將光纖進(jìn)行捆綁組合。當(dāng)前可用于直寫光刻設(shè)備的紫外半導(dǎo)體激光器僅日本日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社（NichiaCorporation）等少數(shù)國外企業(yè)能夠供應(yīng)，為保證關(guān)鍵組件的供貨安全、提高產(chǎn)品的競爭力，國內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了激光光源的自主設(shè)計(jì)及集成，并已成功應(yīng)用于2019年新推出的部分PCB直接成像設(shè)備上，未來隨著自主設(shè)計(jì)及集成的激光光源技術(shù)的成熟，進(jìn)口替代的比例將逐步提升。

②光刻紫外照明系統(tǒng)

光刻紫外照明系統(tǒng)主要作用是將光源發(fā)出的紫外光進(jìn)行準(zhǔn)直勻光調(diào)整后均勻地投射到數(shù)字微鏡器件（DMD）上，保證直寫光刻設(shè)備線寬精度和線寬一致性。照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要合理匹配曝光鏡頭的數(shù)值孔徑和光線入射角度，既要最大限度地收集利用紫外光的能量，以保證光刻效率，還要確保紫外光能均勻地照射到數(shù)字微鏡器件（DMD）上，以保證光刻線寬一致性。照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅需要平衡以上因素，還需統(tǒng)籌考慮拉氏不變量（指光學(xué)系統(tǒng)的折射率、孔徑等參數(shù)）的限制。合肥芯碁微自主研發(fā)的照明系統(tǒng)經(jīng)過不斷優(yōu)化和迭代，已經(jīng)成功應(yīng)用于PCB直接成像設(shè)備和泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備。此外，為解決直接成像設(shè)備在PCB阻焊制程的產(chǎn)能瓶頸（阻焊制程的感光材料需要高能量），合肥芯碁微自主開發(fā)了多波段混合照明系統(tǒng)，大幅提升了直接成像設(shè)備在阻焊制程的生產(chǎn)效率。 ? ?

③高精度寬動(dòng)態(tài)光刻光學(xué)成像系統(tǒng)

高精度寬動(dòng)態(tài)光刻光學(xué)成像系統(tǒng)是指將經(jīng)過數(shù)字微鏡器件（DMD）反射后的圖形，通過光學(xué)鏡頭精確的成像，然后投影至覆有感光材料的基板上。該系統(tǒng)是光刻設(shè)備的重要模塊之一，它不僅要有足夠大的數(shù)值孔徑以確保其滿足線寬精度的分辨率，還要保證像質(zhì)接近理想像質(zhì)，畸變要控制在十萬分之一以內(nèi)，為了確保多成像系統(tǒng)并行使用的一致性，其鏡頭倍率需要有一定的微調(diào)能力。

該系統(tǒng)的性能是光刻設(shè)備的最小線寬解析、線寬一致性、焦深等技術(shù)指標(biāo)的決定性因素，同時(shí)也是影響光刻效率、對(duì)準(zhǔn)套刻精度的重要因素。在PCB領(lǐng)域，合肥芯碁微已實(shí)現(xiàn)投影成像鏡頭的自主設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試，具備了線寬解析能力可達(dá)到8μm的光學(xué)鏡頭的自主設(shè)計(jì)及組裝調(diào)試能力，并借此優(yōu)勢(shì)，成功提升了直接成像設(shè)備整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，合肥芯碁微已具備了部分投影成像系統(tǒng)的自主開發(fā)能力，并已成功應(yīng)用于半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備中。

（3）高精度高速實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)

高精度高速實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)是為了保證在光刻過程中始終保持圖案曝光在最佳焦面上，從而保證光刻線寬的精度。受到基板的厚度不同、表面平整度的差異、真空吸盤的平面度波動(dòng)等因素的影響以及投影成像系統(tǒng)的焦深限制，為了保證基板整體曝光效果的一致性，需要給每個(gè)鏡頭配備一個(gè)高精度實(shí)時(shí)對(duì)焦系統(tǒng)，通過測(cè)量系統(tǒng)實(shí)時(shí)測(cè)量基板表面的平整度差異，進(jìn)而通過納米執(zhí)行機(jī)構(gòu)來調(diào)整鏡頭和基板之間的距離，使得基板始終處于鏡頭的最佳成像位置。 ? ?

在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域及印制電路板中的IC載板領(lǐng)域，由于線寬精度要求更高，需要采用高精度高速實(shí)時(shí)自動(dòng)對(duì)焦技術(shù)。合肥芯碁微的自動(dòng)對(duì)焦系統(tǒng)主要包含測(cè)量系統(tǒng)和納米執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩項(xiàng)技術(shù)模塊：①測(cè)量系統(tǒng)，主要采用旁軸激光測(cè)距或同軸激光測(cè)距的方式，能夠測(cè)量出20nm以上的基板表面平整度差異；②納米執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要采用壓電陶瓷作為每個(gè)鏡頭獨(dú)立的對(duì)焦執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠?qū)?duì)焦過程中鏡頭的中心偏差控制在10nm以內(nèi)。

（4）高精度高速對(duì)準(zhǔn)多層套刻技術(shù)

PCB和IC產(chǎn)品通常由幾層到幾十層的電路圖形組成，層與層之間的圖形需要確保對(duì)齊，偏差過大會(huì)造成電路圖形的功能失效，所以對(duì)準(zhǔn)套刻精度是衡量直寫光刻設(shè)備的核心指標(biāo)之一。為了保證圖形的對(duì)準(zhǔn)套刻精度，合肥芯碁微掌握了高精度高速對(duì)準(zhǔn)多層套刻技術(shù)，技術(shù)具體包括圖像采集系統(tǒng)、亞像素精度定位技術(shù)、自適應(yīng)算法。

①圖像采集系統(tǒng)

圖像采集系統(tǒng)是光刻設(shè)備用來快速準(zhǔn)確的識(shí)別基板對(duì)位標(biāo)記的模塊，主要包含對(duì)準(zhǔn)照明光源、對(duì)準(zhǔn)鏡頭、圖像采集裝置和圖像處理模塊，其設(shè)計(jì)需要考慮對(duì)準(zhǔn)精度和對(duì)準(zhǔn)效率的平衡。目前公司所有設(shè)備的圖像采集系統(tǒng)均由合肥芯碁微自主研發(fā)設(shè)計(jì)和組裝集成。在PCB領(lǐng)域，印制電路板產(chǎn)品的對(duì)位標(biāo)記種類和材料繁多，標(biāo)記識(shí)別復(fù)雜，合肥芯碁微采用2個(gè)或者2個(gè)以上的旁軸對(duì)準(zhǔn)方式，同時(shí)配置雙波段（紅外光和可見光）照明光源，照明方式為同軸照明或環(huán)形照明。在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，合肥芯碁微主要采用同軸對(duì)準(zhǔn)方式，即照明光路與成像光路共用同一鏡頭。由于對(duì)準(zhǔn)光源與曝光光源的波長差異很大，需要在照明光路中對(duì)該波段的像差進(jìn)行校準(zhǔn)。

②亞像素精度定位技術(shù) ? ?

圖像采集系統(tǒng)為了能夠更快的定位檢測(cè)到對(duì)位標(biāo)記，通常圖像采集窗口都比對(duì)位標(biāo)記范圍大。由于采集窗口越大，所采集的圖像的像素尺寸就越大，進(jìn)而定位的精度就會(huì)越差。為了確保對(duì)準(zhǔn)過程的快速和準(zhǔn)確，合肥芯碁微已開發(fā)出亞像素精度定位技術(shù)，并已廣泛應(yīng)用在產(chǎn)品上，提高了產(chǎn)品的競爭力。合肥芯碁微亞像素精度定位技術(shù)兼顧了對(duì)準(zhǔn)的效率和精度，在PCB領(lǐng)域中，對(duì)位的時(shí)間可以達(dá)到3秒以內(nèi)，定位精度可達(dá)500nm，其圖像識(shí)別精度可達(dá)到1/20像素；在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域中，對(duì)位精度要求更高，對(duì)位效率相對(duì)降低，對(duì)位的時(shí)間達(dá)到5秒以內(nèi)，定位精度可達(dá)50nm，其圖像識(shí)別精度可以達(dá)到1/30像素。

③自適應(yīng)算法

在PCB領(lǐng)域及泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，要求對(duì)準(zhǔn)套刻又快又準(zhǔn)，一般取四點(diǎn)對(duì)位，通過對(duì)四個(gè)對(duì)位標(biāo)記的調(diào)整和圖形變換，以保證曝光圖形的對(duì)準(zhǔn)套刻精度。合肥芯碁微掌握的對(duì)準(zhǔn)圖形變換方式包括投影變換、相似變換和仿射變換等，在圖形曝光時(shí)，合肥芯碁微自主研發(fā)的自適應(yīng)算法軟件會(huì)自動(dòng)提示對(duì)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果，客戶可以對(duì)圖形變換參數(shù)進(jìn)行管控和記憶，確保生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)精度。合肥芯碁微的自適應(yīng)算法集成“深度學(xué)習(xí)”的功能，優(yōu)先進(jìn)行算法的推薦，從而提高對(duì)準(zhǔn)套刻的整體性能。

（5）高精度多軸高速大行程精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)

高精度多軸高速大行程精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)是直寫光刻設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)使得設(shè)備在高速掃描光刻過程中能夠保證曝光圖形的位置精度和對(duì)準(zhǔn)套刻精度。合肥芯碁微自主設(shè)計(jì)開發(fā)了高精度多軸高速大行程精密驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，使得設(shè)備在性能、靈活性及成本等方面具有極大的競爭力。該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于合肥芯碁微的PCB直接成像設(shè)備和泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備中，不僅能夠幫助合肥芯碁微更快速地開發(fā)定制化設(shè)備，滿足客戶的多樣化需求，也能夠幫助合肥芯碁微在研發(fā)過程中搭建合適的實(shí)驗(yàn)及測(cè)試平臺(tái)，提升研發(fā)效率，縮短產(chǎn)品迭代周期。該技術(shù)具體包括平臺(tái)二維補(bǔ)償技術(shù)和高性能多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)。 ? ?

①平臺(tái)二維補(bǔ)償技術(shù)

合肥芯碁微的平臺(tái)二維補(bǔ)償技術(shù)是指運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝配完成后，先采用標(biāo)準(zhǔn)板測(cè)量出平臺(tái)運(yùn)動(dòng)誤差，再通過軟件自動(dòng)修正的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)解決了平臺(tái)高速運(yùn)動(dòng)過程中帶來的位置誤差問題，提高了曝光圖形的位置精度和對(duì)準(zhǔn)套刻精度，降低了運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的硬件性能要求。

②高性能多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)

合肥芯碁微的高性能多軸運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，是基于嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)開發(fā)運(yùn)動(dòng)控制程序，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行空間樣條曲線擬合，計(jì)算生成各節(jié)點(diǎn)位置、速度、時(shí)間，并通過高速工業(yè)以太網(wǎng)同步至伺服驅(qū)動(dòng)器加以執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)任意空間曲線的離散控制。同時(shí)該技術(shù)采用高速CPU進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃運(yùn)算，對(duì)各個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)變量進(jìn)行實(shí)時(shí)抓取和調(diào)整，提高運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的精度及穩(wěn)定性。該技術(shù)不僅實(shí)現(xiàn)了多軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的同步聯(lián)動(dòng)，還支持以一個(gè)主軸為基礎(chǔ)向光刻設(shè)備其他子系統(tǒng)發(fā)出同步位置信號(hào)，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間同步控制。

（6）高可靠高穩(wěn)定性及ECC技術(shù)

直寫光刻設(shè)備應(yīng)用于下游PCB、泛半導(dǎo)體等行業(yè)內(nèi)的生產(chǎn)，尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)線，需要7*24小時(shí)無間斷作業(yè)，必須保證產(chǎn)品加工的穩(wěn)定性，所以在整個(gè)產(chǎn)品加工過程中任何關(guān)鍵部件的微小變化都會(huì)影響到加工的質(zhì)量。對(duì)準(zhǔn)套刻精度、線寬一致性和圖形拼接精度對(duì)此尤為敏感，輕則造成加工產(chǎn)品報(bào)廢，重則導(dǎo)致產(chǎn)線停產(chǎn)。為滿足設(shè)備長時(shí)間滿負(fù)荷穩(wěn)定的工作，合肥芯碁微掌握了高可靠高穩(wěn)定性及ECC技術(shù)，具體包括：

①高精度環(huán)境控制技術(shù)

高精度環(huán)境控制技術(shù)，主要是對(duì)設(shè)備內(nèi)部的溫度、濕度、氣壓和潔凈度進(jìn)行控制，其中最難的是溫度的控制。由于每種材料都具有熱膨脹的特性，一般金屬常溫下的熱膨脹系數(shù)為1*10-5左右，為減少部件熱變形帶來生產(chǎn)的不穩(wěn)定性，合肥芯碁微從設(shè)備整機(jī)結(jié)構(gòu)布局入手，對(duì)于部件的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行模擬分析和設(shè)計(jì)優(yōu)化，從而降低熱源對(duì)精密部件的影響。在PCB領(lǐng)域中，合肥芯碁微的溫度控制技術(shù)能夠達(dá)到±0.2℃；在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域中，合肥芯碁微的溫度控制技術(shù)能夠達(dá)到±0.03℃。 ? ?

②自動(dòng)監(jiān)測(cè)補(bǔ)償系統(tǒng)

設(shè)備長時(shí)間使用過程中，各部件的位置和性能會(huì)有一定的變化。直寫光刻設(shè)備具有多個(gè)曝光鏡頭，其相對(duì)位置與性能的變化直接影響整機(jī)性能。合肥芯碁微自主開發(fā)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)補(bǔ)償系統(tǒng)，不僅可以對(duì)每個(gè)鏡頭及精密部件的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)的高效率和高可靠性，并且能夠?qū)Σ考奈恢谜`差進(jìn)行補(bǔ)償，從而保持設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行，為公司設(shè)備在業(yè)界的穩(wěn)定性贏得了良好的口碑。

③設(shè)備診斷維護(hù)系統(tǒng)

設(shè)備內(nèi)部的生產(chǎn)日志、報(bào)警信息、自動(dòng)補(bǔ)償參數(shù)可以自動(dòng)生成報(bào)表，利用大數(shù)據(jù)分析，可以對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行分析預(yù)判，同時(shí)利用ECC技術(shù)（一種實(shí)現(xiàn)“錯(cuò)誤檢查和糾正”的技術(shù)）防止設(shè)備出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題。

（7）高速實(shí)時(shí)高精度圖形處理技術(shù)

圖形處理是直寫光刻領(lǐng)域關(guān)鍵的技術(shù)，PCB和泛半導(dǎo)體領(lǐng)域使用的圖形格式在光刻前需要轉(zhuǎn)換成直寫光刻設(shè)備能夠識(shí)別的位圖格式，通常轉(zhuǎn)換之后的位圖數(shù)據(jù)量較大，這就需要強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)處理能力、軟件處理能力、數(shù)據(jù)傳輸能力，因此對(duì)相關(guān)軟件的設(shè)計(jì)能力、數(shù)據(jù)的處理能力都提出很高的要求。合肥芯碁微掌握了高速實(shí)時(shí)高精度圖形處理技術(shù)，具體包括無縫圖形拼接技術(shù)、多鏡頭線寬一致性技術(shù)、鏡頭畸變補(bǔ)償技術(shù)、灰度曝光技術(shù)、DMD控制技術(shù)等。

合肥芯碁微在DLP9500數(shù)字微鏡器件（DMD）的基礎(chǔ)上成功開發(fā)了CUDA和FPGA的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高速實(shí)時(shí)高精度光刻圖形處理速度，處理速度高達(dá)2.5萬幀/秒；合肥芯碁微在DLP9000X基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)了可以同國外廠家競爭的光刻圖形處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)進(jìn)一步提升了數(shù)據(jù)處理的精度，數(shù)據(jù)處理的帶寬也提升了2倍，并成功應(yīng)用在Mas系列直接成像設(shè)備上。 ? ?

（8）智能生產(chǎn)平臺(tái)制造技術(shù)

智能制造和無人化生產(chǎn)是PCB和泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，在單機(jī)設(shè)備基礎(chǔ)上，合肥芯碁微采用了智能生產(chǎn)平臺(tái)制造技術(shù)自主開發(fā)了全自動(dòng)生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線能夠幫助客戶實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)，大幅提升生產(chǎn)效率，而且降低人力成本。另外該生產(chǎn)線搭載的智能制造生產(chǎn)管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)與客戶端生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)（MES系統(tǒng)）的無縫對(duì)接，幫助客戶自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表、監(jiān)控生產(chǎn)狀態(tài)、調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)、分析工藝品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)智能化生產(chǎn)。公司的智能生產(chǎn)平臺(tái)制造技術(shù)主要包括機(jī)器視覺技術(shù)、產(chǎn)品追溯技術(shù)、報(bào)表自動(dòng)生成技術(shù)。

①機(jī)器視覺技術(shù)機(jī)器視覺系統(tǒng)主要包含基板尺寸識(shí)別、產(chǎn)品信息讀取兩個(gè)模塊。機(jī)器視覺系統(tǒng)能夠自動(dòng)掃碼讀取產(chǎn)品生產(chǎn)信息，同時(shí)與工廠的MES系統(tǒng)實(shí)時(shí)對(duì)接，自動(dòng)調(diào)取產(chǎn)品生產(chǎn)參數(shù)，無需人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn)無人化操作。

②產(chǎn)品追溯技術(shù)合肥芯碁微的產(chǎn)品追溯技術(shù)可以對(duì)每個(gè)產(chǎn)品單獨(dú)進(jìn)行標(biāo)記，如產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)品編號(hào)、批次、機(jī)臺(tái)號(hào)等信息，在后道生產(chǎn)工序中可以及時(shí)準(zhǔn)確地追溯到相應(yīng)的機(jī)臺(tái)，調(diào)取對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)參數(shù)，幫助客戶快速定位并分析問題。

③報(bào)表自動(dòng)生成技術(shù)

報(bào)表自動(dòng)生成技術(shù)與客戶的MES系統(tǒng)對(duì)接，上傳生產(chǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)反饋機(jī)臺(tái)狀態(tài)，自動(dòng)生成相關(guān)分析報(bào)表，幫助客戶實(shí)時(shí)掌握產(chǎn)品生產(chǎn)進(jìn)度，優(yōu)化生產(chǎn)排程，滿足客戶智能化的要求。

PCB直接成像設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)（PCB系列）

在PCB領(lǐng)域，全制程高速量產(chǎn)型的直接成像設(shè)備，最小線寬涵蓋8μm-75μm范圍，滿足目前PCB領(lǐng)域最高端的IC載板制造要求，主要應(yīng)用于PCB制造過程中的線路層及阻焊層曝光環(huán)節(jié)，是PCB制造中的關(guān)鍵設(shè)備之一。在最小線寬35μm、對(duì)位精度±12μm的條件下實(shí)現(xiàn)300面/小時(shí)的產(chǎn)能；在最小線寬15μm、對(duì)位精度±8μm的條件下實(shí)現(xiàn)270面/小時(shí)的產(chǎn)能。 ? ?

激光直接成像（LDI）設(shè)備主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：單面板、雙面板、多層板、HDI板、柔性板線路曝光工藝環(huán)節(jié)，IC載板線路曝光工藝環(huán)節(jié)，單面板、雙面板、多層板、HDI板、柔性板、類載板線路曝光工藝環(huán)節(jié)，柔性板卷對(duì)卷線路曝光工藝環(huán)節(jié)。 ? ?

紫外LED直接成像（UVLEDDI）設(shè)備主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：應(yīng)用在PCB制造中的阻焊工藝環(huán)節(jié)，可采用兩波段光源進(jìn)行阻焊，也采用三波段光源進(jìn)行阻焊；應(yīng)用在PCB制造中單面板、雙面板、多層板的線路（50μm以上）曝光工藝環(huán)節(jié)。

也可以把這些單機(jī)設(shè)備組成直接成像聯(lián)機(jī)自動(dòng)線系統(tǒng)，在工作效率、自動(dòng)化、智能化方面具有突出優(yōu)勢(shì)。在工作效率方面，該產(chǎn)品使得原有多個(gè)獨(dú)立自動(dòng)化模塊數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)共同柔性作業(yè)，如不同基板尺寸、不同感光材料的快速適應(yīng)生產(chǎn)，從而有效提升工作效率；在自動(dòng)化方面，該產(chǎn)品在部分制造環(huán)節(jié)采用自動(dòng)化處理，減少人工操作，在節(jié)省用工成本的同時(shí)有效降低了由人為操作引起的操作誤差，有利于提升產(chǎn)品制造的良率；在智能化方面，該產(chǎn)品能夠?qū)涌蛻舢a(chǎn)線的生產(chǎn)管理系統(tǒng)（MES），在生產(chǎn)過程中建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，利用讀碼和實(shí)時(shí)打碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的可追溯性，同時(shí)自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表和生產(chǎn)日志報(bào)警信息，使生產(chǎn)管理者能夠?qū)崟r(shí)了解產(chǎn)量、物料損耗、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等生產(chǎn)狀況。

泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)（泛半導(dǎo)體系列）

在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，合肥芯碁微提供最小線寬在500nm-10μm的直寫光刻設(shè)備，主要應(yīng)用于下游IC掩膜版制版以及IC制造、OLED顯示面板制造過程中的直寫光刻工藝環(huán)節(jié)。 ? ?

IC掩膜版制版、IC制造直寫光刻設(shè)備主要應(yīng)用于IC掩膜版制版、IC制造環(huán)節(jié)、MEMS芯片、生物芯片的直寫光刻，光刻精度能夠達(dá)到最小線寬500nm，能夠滿足線寬130nm制程節(jié)點(diǎn)的掩膜版制版需求，適用于產(chǎn)線試驗(yàn)、科研院所使用。

在OLED顯示面板直寫光刻設(shè)備領(lǐng)域，為進(jìn)一步提高設(shè)備整體產(chǎn)能，滿足面板客戶的小批量、多批次生產(chǎn)與研發(fā)的需要，OLED直寫光刻設(shè)備自動(dòng)線系統(tǒng)采用多臺(tái)并聯(lián)自動(dòng)化生產(chǎn)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)機(jī)臺(tái)同時(shí)獨(dú)立工作，整個(gè)自動(dòng)線系統(tǒng)包括數(shù)個(gè)獨(dú)立***臺(tái)和一個(gè)公用的機(jī)械傳送裝置，系統(tǒng)通過讀碼掃描生產(chǎn)信息進(jìn)行參數(shù)調(diào)取，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)機(jī)臺(tái)的運(yùn)作情況并反饋到客戶的MES系統(tǒng)，自動(dòng)生成生產(chǎn)報(bào)表和生產(chǎn)日志報(bào)警信息，客戶可以實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)情況、修改生產(chǎn)工藝參數(shù)，從而保證產(chǎn)品的品質(zhì)。 ? ?

OLED直寫光刻設(shè)備自動(dòng)線系統(tǒng)應(yīng)用于OLED顯示面板制造過程中的光刻工藝環(huán)節(jié)，光刻精度能夠?qū)崿F(xiàn)最小線寬0.7μm。

絲網(wǎng)印刷激光直接制版設(shè)備，該產(chǎn)品主要應(yīng)用于絲網(wǎng)印刷制版領(lǐng)域，，光刻精度能夠?qū)崿F(xiàn)最小線寬50μm。

由于光刻設(shè)備具有較高的技術(shù)門檻，我國整體技術(shù)水平較歐美、日本等國家的設(shè)備廠商具有較為明顯的差距。

所屬行業(yè)應(yīng)用技術(shù)的介紹

（1）微納制造技術(shù)

隨著信息化時(shí)代、智能化時(shí)代的來臨，移動(dòng)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等先進(jìn)科技的飛速發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)高集成度、超高頻、超高速半導(dǎo)體、電子電路等器件開發(fā)研制的精細(xì)化，器件的制造尺寸也從微米尺度精細(xì)到納米尺度，微納制造技術(shù)獲得了快速發(fā)展。

微納制造技術(shù)是指尺度為亞毫米、微米和納米量級(jí)元件以及由這些元件構(gòu)成的部件或系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、加工、組裝、系統(tǒng)集成與應(yīng)用技術(shù)。微納制造技術(shù)涉及的學(xué)科領(lǐng)域廣，具有多學(xué)科交叉融合特點(diǎn)，最主要的發(fā)展應(yīng)用方向是微納器件與系統(tǒng)的生產(chǎn)制造。

微納制造技術(shù)是在半導(dǎo)體、電子電路等制造過程中發(fā)展的專用技術(shù)，具有微型化、批量化、單位成本低的特點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)代科技發(fā)展、工業(yè)進(jìn)步有巨大促進(jìn)作用，并催生了一批新興高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

微納制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，是衡量一個(gè)國家高端制造業(yè)發(fā)展水平的關(guān)鍵標(biāo)志之一，在推動(dòng)科技進(jìn)步、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、保障國防安全等方面都發(fā)揮著關(guān)鍵作用。目前，在機(jī)械電子工程以及微電子等先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域涉及的主要微納制造技術(shù)包括圖案化技術(shù)、化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)以及薄膜沉積技術(shù)等。其中，光刻技術(shù)作為圖案化技術(shù)的核心，是人類迄今所能達(dá)到的尺寸最小、精度最高的加工技術(shù)，現(xiàn)代電子信息工業(yè)產(chǎn)業(yè)中大量運(yùn)用光刻技術(shù)。 ? ?

（2）光刻技術(shù)

光刻技術(shù)是指利用光學(xué)-化學(xué)反應(yīng)原理和化學(xué)、物理刻蝕方法，將設(shè)計(jì)好的微圖形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到覆有感光材料的晶圓、玻璃基板、覆銅板等基材表面上的微納制造技術(shù)，用它加工制造的器件包括：芯片、顯示面板、掩膜版、印制電路板等。

光刻技術(shù)的主要工藝流程包括預(yù)處理、涂膠、曝光、顯影、刻蝕和去膠等一系列環(huán)節(jié)，整個(gè)工藝流程是一個(gè)復(fù)雜的過程，各工藝環(huán)節(jié)互相影響、互相制約，其中曝光是光刻技術(shù)中最重要的工藝環(huán)節(jié)。

在當(dāng)今科技與社會(huì)發(fā)展中，光刻技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程直接關(guān)系到通信產(chǎn)業(yè)、電子產(chǎn)業(yè)等高科技領(lǐng)域的革新，是推動(dòng)社會(huì)不斷發(fā)展進(jìn)步的關(guān)鍵技術(shù)之一，在PCB領(lǐng)域及泛半導(dǎo)體領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。

目前，在PCB領(lǐng)域中，PCB產(chǎn)業(yè)化制造通常要求光刻精度為微米級(jí)；在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域中，IC產(chǎn)業(yè)化制造及IC掩膜版制版通常要求光刻精度為納米級(jí)，F(xiàn)PD產(chǎn)業(yè)化制造通常要求光刻精度為微米級(jí)。

（3）光刻技術(shù)在PCB領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用情況

①PCB領(lǐng)域光刻技術(shù)概況 ? ?

PCB是所有電子產(chǎn)品必備的電路載體，是電子工業(yè)中的重要基礎(chǔ)部件，PCB產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平在一定程度上反映一個(gè)國家或地區(qū)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度與技術(shù)水平。PCB生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，涉及多個(gè)工藝環(huán)節(jié)，每個(gè)工藝環(huán)節(jié)對(duì)應(yīng)著相應(yīng)的專用設(shè)備需求，主要包括激光鉆孔機(jī)、激光切割機(jī)、數(shù)控鉆床、曝光設(shè)備、蝕刻設(shè)備、電鍍?cè)O(shè)備、檢測(cè)設(shè)備等。

其中，曝光設(shè)備是PCB制造中的關(guān)鍵設(shè)備之一，用于PCB制造中的線路層曝光及阻焊層曝光工藝環(huán)節(jié)，主要功能是將設(shè)計(jì)的電路線路圖形轉(zhuǎn)移到PCB基板上，其技術(shù)發(fā)展同下游PCB產(chǎn)業(yè)的發(fā)展息息相關(guān)。

目前，在大規(guī)模PCB制造領(lǐng)域，根據(jù)曝光時(shí)是否使用底片，光刻技術(shù)可主要分為直接成像（直寫光刻在PCB領(lǐng)域一般稱為“直接成像”，對(duì)應(yīng)的設(shè)備稱為“直接成像設(shè)備”）與傳統(tǒng)曝光（對(duì)應(yīng)的設(shè)備為傳統(tǒng)曝光設(shè)備）。PCB主要光刻技術(shù)具體分類如下：

②PCB直接成像技術(shù)原理

直接成像（DI）是指計(jì)算機(jī)將電路設(shè)計(jì)圖形轉(zhuǎn)換為機(jī)器可識(shí)別的圖形數(shù)據(jù)，并由計(jì)算機(jī)控制光束調(diào)制器實(shí)現(xiàn)圖形的實(shí)時(shí)顯示，再通過光學(xué)成像系統(tǒng)將圖形光束聚焦成像至已涂覆感光材料的基板表面上，完成圖形的直接成像和曝光。 ? ?

其直接成像技術(shù)工作原理如下：

根據(jù)使用發(fā)光元件的不同，直接成像可進(jìn)一步分為激光直接成像（LDI）以及非激光的紫外光直接成像，如紫外LED直接成像技術(shù)（UVLED-DI），其中LDI的光是由紫外激光器發(fā)出，主要應(yīng)用于PCB制造中線路層的曝光工藝，而UVLED-DI的光是由紫外發(fā)光二極管發(fā)出，主要應(yīng)用于PCB制造中阻焊層的曝光工藝。

線路層曝光對(duì)曝光的線寬精細(xì)度、對(duì)位精度具有較高要求，而防焊層曝光對(duì)產(chǎn)能效率和線路板表面質(zhì)量具有較高要求，二者在技術(shù)難度上沒有高低之分，僅技術(shù)的側(cè)重點(diǎn)不同。直接成像技術(shù)與傳統(tǒng)曝光技術(shù)的工藝對(duì)比情況如下所示：

使用傳統(tǒng)曝光設(shè)備與直接成像設(shè)備的PCB制造工藝流程示意圖 ? ?

③直接成像技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

近年來，隨著PCB下游應(yīng)用市場如智能手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品向大規(guī)模集成化、輕量化、高智能化方向發(fā)展，PCB制造工藝要求不斷提升，對(duì)PCB制造中的曝光精度（最小線寬）要求越來越高，多層板、HDI板、柔性版及IC載板等中高端PCB產(chǎn)品的市場需求不斷增長，從而推動(dòng)了直接成像技術(shù)發(fā)展不斷成熟。

與傳統(tǒng)曝光技術(shù)相比較，直接成像設(shè)備在光刻精度、對(duì)位精度、良品率、環(huán)保性、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)成本、柔性化生產(chǎn)、自動(dòng)化水平等方面具有優(yōu)勢(shì)。隨著技術(shù)水平不斷提升，設(shè)備成本不斷降低，直接成像設(shè)備在中高端PCB產(chǎn)品制造中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，成為了目前PCB制造曝光工藝中的主流發(fā)展技術(shù)，具體技術(shù)優(yōu)勢(shì)情況如下所示： ? ?

④直接成像設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用情況與前景

PCB產(chǎn)品目前主要分為單面板、雙面板、多層板、HDI板、柔性板以及IC載板等類型，不同類型的產(chǎn)品對(duì)制造過程中的曝光精度（線路最小線寬）要求不同，單面板、雙面板等傳統(tǒng)低端PCB產(chǎn)品的最小線寬要求相對(duì)較低，多層板、HDI板與柔性板等中高端PCB產(chǎn)品的最小線寬要求較高，IC載板是近年來興起的新型高端PCB產(chǎn)品，其對(duì)最小線寬具有最高的技術(shù)要求。 ? ?

根據(jù)臺(tái)灣電路板協(xié)會(huì)（TPCA）發(fā)布的臺(tái)灣PCB產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展藍(lán)圖，2021年中高端PCB產(chǎn)品的曝光精度要求較2019年將具有明顯的提升，其中多層板最小線寬從40μm提升至30μm；HDI板最小線寬從40μm提升至30μm；柔性板最小線寬從20μm提升至15μm；IC載板最小線寬從8μm提升至5μm。目前，直接成像設(shè)備在PCB產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中能夠?qū)崿F(xiàn)的最小線寬已經(jīng)達(dá)到5μm，而使用傳統(tǒng)曝光底片（銀鹽膠片）的傳統(tǒng)曝光設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)的最小線寬一般約為50μm，無法達(dá)到上述中高端PCB產(chǎn)品大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化制造中的曝光精度需求。

2019-2023年P(guān)CB產(chǎn)品曝光精度（最小線寬）要求演進(jìn)

在下游市場需求方面，隨著下游電子產(chǎn)品向便攜、輕薄、高性能等方向發(fā)展，PCB產(chǎn)業(yè)逐漸向高密度、高集成、細(xì)線路、小孔徑、大容量、輕薄化的方向發(fā)展，PCB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)。多層板、HDI板、柔性板以及IC載板等中高端PCB產(chǎn)品市場份額占比不斷提升，目前已經(jīng)占據(jù)了PCB市場的大部分份額。根據(jù)Prismark統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年全球PCB產(chǎn)品中多層板產(chǎn)值占比約為39.40%，HDI板產(chǎn)值占比為14.80%，柔性板產(chǎn)值占比為19.90%，IC載板產(chǎn)值占比為12.10%，按照臺(tái)灣電路板協(xié)會(huì)發(fā)布的PCB產(chǎn)業(yè)技術(shù)藍(lán)圖中2019年線寬要求50μm以下的PCB產(chǎn)品占比已經(jīng)達(dá)到了86.10%。

在PCB產(chǎn)品不斷升級(jí)的過程中，傳統(tǒng)曝光技術(shù)在光刻精度、對(duì)位精度、生產(chǎn)效率、柔性化生產(chǎn)、自動(dòng)化水平以及環(huán)保性等方面已經(jīng)難以滿足多層板、HDI板、柔性板、IC載板等中高端PCB產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求，直接成像技術(shù)已經(jīng)成為了中高端PCB產(chǎn)品制造中的主流技術(shù)方案。隨著直接成像技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展成熟，直接成像設(shè)備的制造成本及銷售價(jià)格有望進(jìn)一步下降，其在單面板、雙面板等低端PCB領(lǐng)域中有望對(duì)傳統(tǒng)曝光設(shè)備實(shí)現(xiàn)替代，進(jìn)一步提升市場滲透率。 ? ?

在設(shè)備售價(jià)方面，隨著我國PCB直接成像設(shè)備的技術(shù)水平快速提升以及整個(gè)PCB產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)不斷完善，直接成像設(shè)備的生產(chǎn)成本得到了有效降低，其銷售價(jià)格與傳統(tǒng)曝光設(shè)備間的價(jià)差逐漸縮小，使得下游PCB生產(chǎn)客戶能夠有效縮減設(shè)備生命周期內(nèi)生產(chǎn)PCB產(chǎn)品的單位成本。

綜上所述，目前在PCB產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，相較于傳統(tǒng)曝光設(shè)備，直接成像設(shè)備在曝光精度、良品率、生產(chǎn)效率、環(huán)保性、自動(dòng)化水平等諸多方面具有比較優(yōu)勢(shì)，符合PCB產(chǎn)業(yè)高端化升級(jí)要求，成為了PCB制造中曝光工藝的主流技術(shù)方案，隨著設(shè)備成本的不斷下降，未來直接成像設(shè)備市場需求有望快速增長。

⑤國產(chǎn)PCB直接成像設(shè)備發(fā)展情況

在PCB直接成像設(shè)備領(lǐng)域，由于設(shè)備由多個(gè)系統(tǒng)組成，設(shè)備生產(chǎn)工藝復(fù)雜，因此技術(shù)門檻高，目前行業(yè)主要參與者包括以色列Orbotech、日本的ORC、ADTEC、SCREEN以及國內(nèi)的合肥芯碁微、江蘇影速、天津芯碩、中山新諾、大族激光等企業(yè)。

由于我國PCB直接成像技術(shù)發(fā)展起步較晚，以O(shè)rbotech、ORC為代表的國外企業(yè)占據(jù)主要市場份額。近年來，我國企業(yè)不斷加大研發(fā)投入，技術(shù)水平得到有效提升，以合肥芯碁微為代表的國內(nèi)PCB直接成像設(shè)備廠商在最小線寬、對(duì)位精度、產(chǎn)能等核心性能指標(biāo)方面，已經(jīng)能夠與國外廠商進(jìn)行市場競爭，并且憑借產(chǎn)品性能及本土服務(wù)優(yōu)勢(shì)，開始逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代及設(shè)備出口。

未來，隨著全球PCB產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)以及國內(nèi)直接成像設(shè)備廠商的業(yè)務(wù)規(guī)模不斷增長，國產(chǎn)直接成像設(shè)備有望加速實(shí)現(xiàn)對(duì)行業(yè)內(nèi)傳統(tǒng)曝光設(shè)備以及對(duì)進(jìn)口PCB直接成像設(shè)備的替代。

（4）光刻技術(shù)在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用情況 ? ?

目前，在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，根據(jù)是否使用掩膜版，光刻技術(shù)主要分為直寫光刻與掩膜光刻。其中，掩膜光刻可進(jìn)一步分為接近/接觸式光刻以及投影式光刻。

泛半導(dǎo)體主要光刻技術(shù)分類

以上光刻技術(shù)的具體示意圖如下：

直寫光刻、接近/接觸式光刻以及投影式光刻示意圖

①掩膜光刻技術(shù)原理

掩膜光刻由光源發(fā)出的光束，經(jīng)掩膜版在感光材料上成像，具體可分為接近、接觸式光刻以及投影光刻。相較于接觸式光刻和接近式光刻技術(shù)，投影式光刻技術(shù)更加先進(jìn)，通過投影的原理能夠在使用相同尺寸掩膜版的情況下獲得更小比例的圖像，從而實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的成像。

目前，投影式光刻在最小線寬、對(duì)位精度、產(chǎn)能等核心指標(biāo)方面能夠滿足各種不同制程泛半導(dǎo)體產(chǎn)品大規(guī)模制造的需要，成為當(dāng)前IC前道制造、IC后道封裝以及FPD制造等泛半導(dǎo)體領(lǐng)域的主流光刻技術(shù)。 ? ?

②直寫光刻技術(shù)原理

直寫光刻也稱無掩膜光刻，是指計(jì)算機(jī)控制的高精度光束聚焦投影至涂覆有感光材料的基材表面上，無需掩膜直接進(jìn)行掃描曝光。直寫光刻根據(jù)輻射源的不同大致可進(jìn)一步分為兩大主要類型：一種是光學(xué)直寫光刻，如激光直寫光刻；另一種是帶電粒子直寫光刻，如電子束直寫、離子束直寫等。直寫光刻在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域中的掩膜版制版及器件制造中的技術(shù)特征如下：

A、掩膜版制版領(lǐng)域

直寫光刻技術(shù)能夠在計(jì)算機(jī)控制下按照設(shè)計(jì)好的圖形直接成像，容易修改且制作周期較短，成為目前泛半導(dǎo)體掩膜版制版的主流技術(shù)。

其中，激光直寫光刻技術(shù)是指計(jì)算機(jī)控制的高精度激光束根據(jù)設(shè)計(jì)的圖形聚焦至涂覆有感光材料的基材表面上，無需掩膜，直接進(jìn)行掃描曝光的精密、微細(xì)、智能加工技術(shù)，主要應(yīng)用于FPD制造所需的掩膜版制版及IC制造所需的中低端掩膜版制版領(lǐng)域。帶電粒子直寫光刻技術(shù)與激光直寫光刻技術(shù)的原理相同，只是將輻射源用帶電粒子束取代激光光束，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的光刻精度，主要應(yīng)用于IC制造所需的高端掩膜版制版領(lǐng)域。

B、泛半導(dǎo)體器件制造領(lǐng)域

直寫光刻技術(shù)受限于生產(chǎn)效率與光刻精度等方面因素，目前還無法滿足泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大規(guī)模制造的需求。

主要原因：一是帶電粒子直寫光刻技術(shù)的生產(chǎn)效率較低，且在大規(guī)模生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的鄰近效應(yīng)（電子散射會(huì)導(dǎo)致電子的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生偏離，散射電子會(huì)超出原有的束斑尺寸范圍，對(duì)于鄰近束斑的非曝光區(qū)域，抗蝕劑層吸收了部分偏離束斑尺寸電子的能量而發(fā)生曝光），嚴(yán)重影響圖形的分辨率及精度；

二是激光直寫光刻技術(shù)受限于激光波長，在光刻精度上不如電子束、離子束等帶電粒子直寫光刻技術(shù)，還無法滿足高端半導(dǎo)體器件制造的需求。 ? ?

但是，泛半導(dǎo)體器件具有類型多樣化、升級(jí)迭代快的特點(diǎn)，特定型號(hào)的掩膜版使用壽命相對(duì)較短，進(jìn)一步加劇了高昂的掩膜版投入成本，尤其是新產(chǎn)品研發(fā)成本高、周期長。

受上述因素影響，行業(yè)內(nèi)企業(yè)逐步提高了對(duì)無需掩膜版的直寫光刻設(shè)備研發(fā)的重視程度，以期提高其生產(chǎn)效率。目前直寫光刻技術(shù)已經(jīng)在科研、軍工以及特種器件等特定領(lǐng)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)一定程度的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

③掩膜光刻技術(shù)和直寫光刻技術(shù)在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域不同細(xì)分市場的應(yīng)用情況對(duì)比

在泛半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，掩膜光刻與直寫光刻在下表不同細(xì)分市場所要求的光刻精度（最小線寬）具有明顯差別。具體如下：

A、IC前道制造領(lǐng)域

掩膜光刻中的投影式光刻技術(shù)發(fā)展成熟，在實(shí)現(xiàn)高精度的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)高效的大批量生產(chǎn)，符合大規(guī)模IC產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求，目前IC前道制造掩膜光刻設(shè)備市場被荷蘭ASML、日本Nikon、Canon所壟斷，其中荷蘭ASML處于全球領(lǐng)先地位，國內(nèi)廠商僅有上海微電子等企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)投影式光刻設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化。

在IC制造直寫光刻領(lǐng)域，目前合肥芯碁微、天津芯碩等國內(nèi)企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)直寫光刻設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，國外競爭對(duì)手主要包括德國Heidelberg等。B、IC、FPD掩膜版制版領(lǐng)域掩膜版制版基本使用直寫光刻技術(shù)。采用激光為輻射源的直寫光刻設(shè)備領(lǐng)域，主要廠商為瑞典Mycronic、德國Heidelberg等企業(yè)，其中瑞典Mycronic處于全球領(lǐng)先地位。 ? ?

國內(nèi)企業(yè)中，合肥芯碁微、江蘇影速、天津芯碩等企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)此類設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化，合肥芯碁微在激光掩膜版制版領(lǐng)域的技術(shù)水平（最小線寬、產(chǎn)能效率等關(guān)鍵指標(biāo)）已經(jīng)能夠與德國Heidelberg進(jìn)行競爭。在采用帶電粒子束作為輻射源的直寫光刻設(shè)備領(lǐng)域，主要廠商為日本JEOL、ELIONIX、NuFlare、ADVANTEST以及德國Vistec、Raith等。

C、IC后道封裝領(lǐng)域

在IC后道封裝領(lǐng)域，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，摩爾定律逐漸減弱，技術(shù)節(jié)點(diǎn)的變遷以及晶圓尺寸的變化速度逐步放緩。采用更為先進(jìn)的封裝技術(shù)成為IC芯片實(shí)現(xiàn)更小尺寸、更低成本、更高性能的有效手段，以晶圓級(jí)封裝（WLP）、3D封裝、硅通孔（TSV）等封裝技術(shù)為代表的先進(jìn)封裝技術(shù)得到了快速發(fā)展。

目前，在IC先進(jìn)封裝領(lǐng)域，掩膜光刻技術(shù)是產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用的主流技術(shù)，主要廠商以日本ORC、美國Rudolph等日本、歐美地區(qū)企業(yè)為主，我國企業(yè)中僅有上海微電子等企業(yè)能夠參與市場競爭。

近年來，針對(duì)掩膜光刻在對(duì)準(zhǔn)的靈活性、大尺寸封裝以及自動(dòng)編碼等方面存在局限的情況，日本SCREEN、USHIO等泛半導(dǎo)體光刻設(shè)備廠商已經(jīng)成功研制了用于IC先進(jìn)封裝的激光直寫光刻設(shè)備。

根據(jù)全球半導(dǎo)體研究機(jī)構(gòu)YoleDevelopment預(yù)測(cè)，激光直寫光刻技術(shù)在IC先進(jìn)封裝領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用將在未來三年內(nèi)逐步成熟并占據(jù)一定的市場份額，具有良好的市場應(yīng)用前景。

D、FPD制造領(lǐng)域

根據(jù)顯示面板制造所使用玻璃基板的尺寸不同，顯示面板產(chǎn)品可分為不同世代。例如，應(yīng)用于智能手機(jī)顯示面板制造的多為第6代玻璃基板（尺寸為1,500*1,850mm），應(yīng)用于65寸電視機(jī)顯示面板制造的多為10.5代玻璃基板（尺寸為2,940*3,370mm）。 ? ?

目前FPD高世代產(chǎn)線均采用投影式光刻技術(shù)，在保證曝光精度要求的同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)高效的大批量生產(chǎn)，符合大規(guī)模FPD產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的需求。目前，F(xiàn)PD投影式光刻設(shè)備的主要廠家包括日本Nikon、Canon、美國Rudolph以及國內(nèi)的上海微電子等，其中日本Nikon和Canon兩家占據(jù)FPD高端光刻設(shè)備的主要市場份額。

直寫光刻技術(shù)在高世代產(chǎn)線中還未有產(chǎn)業(yè)化的應(yīng)用，但是在低世代產(chǎn)線中直寫光刻設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)最小線寬低于1μm的光刻精度，可以應(yīng)用在面板客戶小批量、多批次產(chǎn)品的生產(chǎn)以及新產(chǎn)品的研發(fā)試制，合肥芯碁微于2018年推出應(yīng)用在FPD低世代產(chǎn)線的國產(chǎn)OLED顯示面板直寫光刻自動(dòng)線系統(tǒng)，光刻精度可達(dá)0.7μm，并且成功獲得面板客戶的產(chǎn)線驗(yàn)證，該領(lǐng)域國外競爭對(duì)手主要有德國Heidelberg等。

④直寫光刻技術(shù)應(yīng)用前景

除掩膜版制版基本使用直寫光刻技術(shù)外，目前直寫光刻技術(shù)在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域是掩膜光刻技術(shù)的有益補(bǔ)充，并在特定場景下的器件光刻工藝環(huán)節(jié)中起著不可替代的作用。具體體現(xiàn)在：

A、直寫光刻技術(shù)向IC封裝、FPD制造等領(lǐng)域擴(kuò)展

一方面，IC及元器件的高度集成化發(fā)展對(duì)光刻設(shè)備制造精度的要求不斷提升，導(dǎo)致掩膜光刻所需的掩膜版成本急劇上升，成為下游應(yīng)用廠商的成本控制痛點(diǎn)。為解決掩膜版成本昂貴的問題，上游設(shè)備廠商通過不斷研發(fā)升級(jí)直寫光刻技術(shù)來滿足下游應(yīng)用廠商的需求。因此，近年來直寫光刻技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域開始不斷向IC封裝、FPD制造等領(lǐng)域擴(kuò)展。

B、直寫光刻技術(shù)在科研院所、產(chǎn)線試驗(yàn)、軍工企業(yè)等特殊應(yīng)用場景的應(yīng)用

在科研院所、產(chǎn)線試驗(yàn)、軍工企業(yè)等特殊應(yīng)用場景下，直寫光刻設(shè)備體現(xiàn)了特定的優(yōu)勢(shì)。如科研院所、產(chǎn)線試驗(yàn)需要進(jìn)行大量樣本的試生產(chǎn)，不同批次樣品間具有一定差異，每個(gè)批次需要單獨(dú)開模，導(dǎo)致掩膜版的開模費(fèi)用高，且掩膜版制版產(chǎn)能十分有限，生產(chǎn)交付周期較長；在軍工等涉密應(yīng)用場景下，由于目前掩膜光刻設(shè)備基本被外國企業(yè)壟斷，使用具有自主核心技術(shù)的直寫光刻設(shè)備，能夠滿足保密性需求。 ? ?

市場概述

直接成像設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)、直寫光刻設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)主要應(yīng)用在下游PCB行業(yè)、泛半導(dǎo)體行業(yè)的制造環(huán)節(jié)，設(shè)備的市場需求同下游PCB、泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的繁榮程度緊密相關(guān)。（1）PCB直接成像設(shè)備下游市場分析

印制電路板作為“電子產(chǎn)品之母”，廣泛應(yīng)用于通訊電子、消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療器械、國防及航空航天等領(lǐng)域。PCB制造業(yè)產(chǎn)值的不斷提升，將為上游PCB制造設(shè)備帶來了龐大的市場需求。

近年來，隨著我國PCB產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，PCB產(chǎn)能不斷提升，PCB制造設(shè)備投資呈現(xiàn)快速增長趨勢(shì)。其中，曝光設(shè)備是主要的PCB制造設(shè)備之一，根據(jù)我國PCB頭部廠商深南電路和鵬鼎控股的招股說明書中披露的擴(kuò)產(chǎn)募投項(xiàng)目設(shè)備采購數(shù)據(jù)，曝光設(shè)備投資金額占項(xiàng)目設(shè)備總投資金額的比例約為17%。

此外，PCB產(chǎn)品技術(shù)要求的不斷進(jìn)步，為PCB直接成像設(shè)備帶來良好的市場發(fā)展機(jī)遇。根據(jù)上海證券《5G對(duì)電子板塊的影響研究（二）：PCB設(shè)備已經(jīng)敲響的5G投資時(shí)鐘》研究報(bào)告，隨著PCB朝向多層板、HDI板、IC載板等趨勢(shì)發(fā)展，傳統(tǒng)曝光技術(shù)出現(xiàn)瓶頸，曝光工藝環(huán)節(jié)將主要采用直接成像技術(shù)，從而進(jìn)一步推動(dòng)PCB直接成像設(shè)備的市場需求。

①全球PCB市場規(guī)模分析

近年來，全球PCB市場總體發(fā)展穩(wěn)定，除2008-2009年受全球金融危機(jī)影響出現(xiàn)較大程度的下滑外，全球PCB產(chǎn)值總體保持增長趨勢(shì)。2018年全球PCB產(chǎn)值為635.50億美元，較2017年增長8.00%。根據(jù)Prismark預(yù)測(cè)，到2023年，全球PCB制造業(yè)產(chǎn)值有望達(dá)到747.56億美元，較2018年增長17.63%。 ? ?

根據(jù)Prismark統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2000年全球PCB行業(yè)主要產(chǎn)地集中在美國（占比26.10%）、歐洲（占比16.10%）、日本（占比28.70%）、中國臺(tái)灣/韓國（占比15.80%）等地區(qū)，中國大陸地區(qū)PCB產(chǎn)值占比僅為8.10%。而到2018年，中國大陸地區(qū)PCB產(chǎn)值占比已經(jīng)超過全球產(chǎn)值的一半，預(yù)計(jì)在2023年將達(dá)到54.30%。

2000年、2018年、2023年（E）全球各地區(qū)PCB產(chǎn)值占比 ? ?

近年來，隨著下游電子產(chǎn)品向便攜、輕薄、高性能等方向發(fā)展，多層板、柔性板、HDI板及IC載板等中高端PCB產(chǎn)品的市場需求逐年增大。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù)顯示，2018年全球產(chǎn)值最高的PCB產(chǎn)品類型為多層板，產(chǎn)值占比為39.40%；柔性板產(chǎn)值占比為19.90%，排名第二；HDI板與IC載板產(chǎn)值占比分別為14.80%、12.10%。

②國內(nèi)PCB市場規(guī)模分析

近十幾年來，我國PCB制造行業(yè)憑借在勞動(dòng)力、資源、政策、產(chǎn)業(yè)聚集等方面的優(yōu)勢(shì)發(fā)展迅速，目前已經(jīng)成為全球最大的PCB生產(chǎn)基地。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù)顯示，2008-2018年間，中國大陸地區(qū)PCB制造業(yè)產(chǎn)值由150.37億美元增長至326億美元，占2018年全球總產(chǎn)值比例達(dá)到了51.30%。2008-2018年間，中國大陸地區(qū)PCB產(chǎn)值增長幅度達(dá)到116.80%，年復(fù)合增長率為8.05%，顯著高于同期全球PCB產(chǎn)值2.77%的年復(fù)合增長率。

雖然我國目前已經(jīng)成為全球最大的PCB制造業(yè)生產(chǎn)基地，但是從企業(yè)資金屬性上看，臺(tái)灣、日本等地區(qū)外資廠商仍具有一定的優(yōu)勢(shì)，中國大陸地區(qū)PCB制造業(yè)企業(yè)還具有較大的提升空間。根據(jù)Prismark數(shù)據(jù)顯示，2018年中國大陸地區(qū)僅有7家企業(yè)進(jìn)入全球PCB企業(yè)四十強(qiáng)，分別為蘇州維訊（排名第8）、深南電路（排名第12）、景旺電子（排名第25）、建滔股份旗下依利安達(dá)（排名第31）、崇達(dá)技術(shù)（排名第32）、興森快捷（排名第33）、勝宏科技（排名36）、依頓電子（排名第37）。 ? ?

根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，2005-2017年間，我國PCB制造行業(yè)設(shè)備購置投資由30.89億元增長至240.17億元，年復(fù)合增長率高達(dá)18.64%。

（2）泛半導(dǎo)體光刻設(shè)備下游市場分析

泛半導(dǎo)體光刻設(shè)備具有非常高的技術(shù)門檻。近年來，隨著產(chǎn)能與消費(fèi)能力的不斷提升，中國大陸地區(qū)成為全球第一大消費(fèi)電子生產(chǎn)和消費(fèi)地區(qū)。在我國政府的政策大力支持下，通過投入自主研發(fā)和引進(jìn)行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀技術(shù)人才等手段，我國泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，其中IC產(chǎn)業(yè)及FPD產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)快速增長，為泛半導(dǎo)體設(shè)備提供了廣闊的市場空間。

目前，中國大陸地區(qū)已經(jīng)成為全球第二大半導(dǎo)體設(shè)備市場。然而，在泛半導(dǎo)體設(shè)備市場需求旺盛的背景下，我國泛半導(dǎo)體設(shè)備的自給率還非常低，絕大部分高端裝備依賴進(jìn)口，國產(chǎn)泛半導(dǎo)體設(shè)備具有良好的市場機(jī)遇。

①全球泛半導(dǎo)體市場規(guī)模分析

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，近年來，由于5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設(shè)備、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、新能源、醫(yī)療電子和安防電子等新興應(yīng)用領(lǐng)域的迅速發(fā)展，推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)（WorldSemiconductorTradeStatistics，簡稱“WSTS”）數(shù)據(jù)顯示，2018年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)4,687.78億美元，同比增長12.06%，行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，對(duì)上游半導(dǎo)體光刻設(shè)備市場形成穩(wěn)定的市場需求支撐。

在FPD產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，近年來正在經(jīng)歷從LCD向OLED轉(zhuǎn)變以及面板尺寸升級(jí)等技術(shù)變革，OLED以及大尺寸LCD等面板產(chǎn)品市場需求增長有效推動(dòng)了全球FPD市場規(guī)模的持續(xù)增長。根據(jù)MordorIntelligence市場調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，2018年全球FPD市場規(guī)模約為1,287.30億美元，2018-2023年全球FPD市場規(guī)模將繼續(xù)保持增長趨勢(shì)，于2023年達(dá)到1,578.50億美元，具有良好的市場前景，進(jìn)而將對(duì)上游FPD制造設(shè)備形成可觀的市場需求。 ? ?

***、蒸鍍機(jī)等上游關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備是FPD產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，設(shè)備技術(shù)與性能的不斷進(jìn)步推動(dòng)了全球FPD產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，與此同時(shí)全球FPD產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展為上游制造設(shè)備帶來了穩(wěn)定的市場需求。根據(jù)全球市場研究機(jī)構(gòu)IHSMarkit數(shù)據(jù)，2010-2017年間，全球FPD制造設(shè)備市場規(guī)模呈現(xiàn)一定的周期性波動(dòng)，總體呈現(xiàn)出增長趨勢(shì)，2017年全球FPD制造設(shè)備市場規(guī)模約為202.00億美元。經(jīng)過前期產(chǎn)線的投資，預(yù)計(jì)2017-2020年間全球FPD制造設(shè)備市場規(guī)模將進(jìn)入調(diào)整時(shí)期，市場需求將有所下降，預(yù)計(jì)2020年市場規(guī)模約為140.00億美元。OLED顯示面板是目前FPD制造領(lǐng)域的主流趨勢(shì)，在OLED領(lǐng)域，根據(jù)UBIResearch數(shù)據(jù)，2019年OLED制造設(shè)備市場規(guī)模約為83.1億美元，預(yù)計(jì)2020年OLED顯示面板制造設(shè)備市場容量將增長至95.1億美元，其中光刻設(shè)備應(yīng)用于陣列工藝環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)設(shè)備規(guī)模占比約為36%。

②國內(nèi)泛半導(dǎo)體市場規(guī)模分析

在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，根據(jù)中國半導(dǎo)體協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，近年來我國IC制造業(yè)保持快速增長態(tài)勢(shì)，2018年IC制造規(guī)模、IC封裝測(cè)試規(guī)模分別達(dá)到1,818.20億元和2,193.90億元，市場規(guī)模龐大。

隨著我國半導(dǎo)體行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，我國成為了全球最主要的半導(dǎo)體設(shè)備市場之一。根據(jù)日本半導(dǎo)體制造裝置協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年中國大陸地區(qū)半導(dǎo)體設(shè)備銷售額131.10億美元，排名韓國市場（177.10億美元）之后，位列全球第二位，同比大幅增長59.30%，遠(yuǎn)高于同期全球半導(dǎo)體設(shè)備市場增速。

我國半導(dǎo)體設(shè)備產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平與歐美、日韓等發(fā)達(dá)國家存在明顯差距，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所依賴的高端裝備主要依賴上述國家進(jìn)口。根據(jù)海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2012-2018年我國半導(dǎo)體設(shè)備進(jìn)口金額呈現(xiàn)快速增長趨勢(shì)，2018年進(jìn)口金額達(dá)到112.54億美元，同比大幅增長了78.66%，自給率不足15.00%。 ? ?

在FPD產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，近年來隨著國內(nèi)FPD生產(chǎn)線的建設(shè)和陸續(xù)投產(chǎn)以及下游電子設(shè)備應(yīng)用多元化發(fā)展，我國FPD產(chǎn)業(yè)步入快速發(fā)展時(shí)期，產(chǎn)能持續(xù)增長。根據(jù)商務(wù)部數(shù)據(jù)顯示，2013年國內(nèi)FPD產(chǎn)能僅為22.00百萬平方米，而2017年國內(nèi)產(chǎn)能迅速增長到96.00百萬平方米，2017年較2013年產(chǎn)能增長率高達(dá)336.36%。與此同時(shí)，2017年我國FPD產(chǎn)能全球占比從2013年的13.90%提升至34.00%，已經(jīng)成為全球第二大FPD供應(yīng)地區(qū)。

未來，在全球FPD產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移以及中國大陸以京東方為代表的FPD廠商投資力度加大的雙重作用下，中國大陸地區(qū)FPD產(chǎn)能預(yù)計(jì)將繼續(xù)保持快速增長趨勢(shì)，預(yù)計(jì)在2020年將達(dá)到194.00百萬平方米，2013-2020年復(fù)合增長率將高達(dá)36.48%，屆時(shí)中國大陸地區(qū)占全球FPD產(chǎn)能的比例有望達(dá)到52.00%，具有廣闊的市場前景，將為我國國產(chǎn)FPD制造設(shè)備提供龐大的市場需求。

行業(yè)技術(shù)水平分析

直寫光刻設(shè)備可分為PCB直接成像設(shè)備、泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備，其中泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備又可進(jìn)一步分為IC制造直寫光刻設(shè)備、IC及FPD掩膜版制版光刻設(shè)備、FPD制造直寫光刻設(shè)備等。上述不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)χ睂懝饪淘O(shè)備的技術(shù)水平具有不同的要求。

在PCB領(lǐng)域，近年來隨著下游電子產(chǎn)品不斷向高集成、高性能、高便攜性等方向發(fā)展，PCB產(chǎn)品高端化升級(jí)趨勢(shì)明顯，直接成像技術(shù)成為了目前PCB制造曝光工藝中的主流發(fā)展技術(shù)。

在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，除掩膜版制版外，與掩膜光刻相比較，目前直寫光刻在IC前道制造領(lǐng)域存在光刻精度及產(chǎn)能效率較低、在FPD制造領(lǐng)域存在產(chǎn)能效率較低等問題，總體而言，直寫光刻在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)較窄，在小批量、多品種泛半導(dǎo)體器件的生產(chǎn)與研發(fā)試制中具有比較優(yōu)勢(shì)，業(yè)務(wù)體量較小，是掩膜光刻的補(bǔ)充。 ? ?

①PCB領(lǐng)域

在PCB制造領(lǐng)域，直接成像技術(shù)已經(jīng)得到了成熟的應(yīng)用，相對(duì)于傳統(tǒng)曝光技術(shù)而言，直接成像技術(shù)目前在最小線寬的性能指標(biāo)方面能夠滿足多層板、柔性板、HDI板以及IC載板等中高端PCB產(chǎn)品的制造需求，行業(yè)內(nèi)直接成像設(shè)備目前能夠?qū)崿F(xiàn)最高精度可達(dá)5μm的線寬，并且生產(chǎn)效率也得到極大的提升。

近年來，在PCB制造領(lǐng)域，電子元器件的高度集成化使得中高端PCB產(chǎn)品的層數(shù)大幅增加，導(dǎo)通孔、連接盤、導(dǎo)線的線寬與間距以及使用的介質(zhì)厚度尺寸全方位縮小，從而導(dǎo)致導(dǎo)線精度及布線密度要求大幅提高，傳統(tǒng)的曝光設(shè)備已經(jīng)無法滿足上述中高端產(chǎn)品的制造需求；其次，傳統(tǒng)曝光技術(shù)需要使用底片，且所需的底片制造過程工序繁雜，工藝步驟多，對(duì)底片的圖形尺寸影響大，出現(xiàn)偏差和缺陷的幾率也就越大；第三，在傳統(tǒng)曝光過程中，工作環(huán)境的濕度、溫度對(duì)底片尺寸的穩(wěn)定性都將產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而影響曝光圖形的對(duì)位精度；最后，底片的制造會(huì)有一定的物料和人工成本，且底片的使用次數(shù)有限。

此外，根據(jù)臺(tái)灣電路板協(xié)會(huì)資料，PCB“智慧制造”已成為業(yè)界的主要發(fā)展趨勢(shì)，“智慧運(yùn)營”、“智慧生產(chǎn)”、“智慧設(shè)備”是實(shí)現(xiàn)PCB行業(yè)“智慧制造”的三要素。其中，智慧設(shè)備要求PCB生產(chǎn)設(shè)備滿足產(chǎn)線稼動(dòng)率分析、設(shè)備預(yù)診斷、參數(shù)自動(dòng)載入、設(shè)備通訊界面整合等方面要求。直接成像設(shè)備具有明顯的自動(dòng)化特點(diǎn)，能夠與其他設(shè)備組成自動(dòng)生產(chǎn)線，且易于對(duì)接客戶信息化生產(chǎn)系統(tǒng)，符合當(dāng)下PCB行業(yè)向“智慧制造”技術(shù)發(fā)展方向。在上述背景下，無需使用底片的直接成像技術(shù)得到了快速發(fā)展，直接成像設(shè)備成為了目前PCB制造廠商更新設(shè)備與未來規(guī)劃新建產(chǎn)能所選擇的主流技術(shù)設(shè)備路線，市場滲透率得到不斷提升。

②泛半導(dǎo)體領(lǐng)域

在IC制造領(lǐng)域，大規(guī)模的IC產(chǎn)業(yè)化制造使用成熟的投影式光刻技術(shù)，目前IC制造最先進(jìn)的EUV光刻設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了7nm最小線寬制程產(chǎn)品的量產(chǎn)。直寫光刻設(shè)備在該領(lǐng)域受制于光刻精度以及產(chǎn)能，目前還無法滿足大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)需求，主要應(yīng)用在軍工企業(yè)、科研院所、產(chǎn)線試驗(yàn)等特殊應(yīng)用場景下的小批量、多批次產(chǎn)品的生產(chǎn)制造及新產(chǎn)品的研發(fā)試制中。在FPD制造領(lǐng)域，投影式光刻技術(shù)是目前產(chǎn)業(yè)廣泛應(yīng)用的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)最小線寬1.5μm-3μm。 ? ?

同時(shí)，F(xiàn)PD掩膜版制版周期長、成本居高不下的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀也為直寫光刻技術(shù)的應(yīng)用帶來了機(jī)遇，目前直寫光刻技術(shù)在FPD低世代產(chǎn)線中已經(jīng)得到一定程度的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。在IC、FPD掩膜版制版領(lǐng)域，直寫光刻技術(shù)為主流光刻技術(shù)，采用激光作為光源的直寫光刻技術(shù)能夠滿足FPD掩膜版制版以及中低端IC掩膜版制版的需求，采用帶電粒子束作為光源的直寫光刻技術(shù)能夠滿足高端IC掩膜版制版的需求。

此外，在IC先進(jìn)封裝領(lǐng)域，由于掩膜光刻在對(duì)準(zhǔn)靈活性、大尺寸封裝以及自動(dòng)編碼等方面存在一定的局限，泛半導(dǎo)體設(shè)備廠商近年來將激光直寫光刻技術(shù)應(yīng)用于晶圓級(jí)封裝等先進(jìn)封裝領(lǐng)域，并成功研制了能夠用于該領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的激光直寫光刻設(shè)備。

技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

直接成像設(shè)備及直寫光刻設(shè)備的技術(shù)發(fā)展由下游PCB、泛半導(dǎo)體器件等產(chǎn)品的升級(jí)趨勢(shì)驅(qū)動(dòng)?？傮w而言，目前直寫光刻設(shè)備的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)主要向四個(gè)方向發(fā)展，一是實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的線寬及分辨率，二是提升生產(chǎn)效率，三是提升產(chǎn)品生產(chǎn)良率，四是最小線寬和生產(chǎn)效率的平衡和優(yōu)化。

①實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的光刻精度

目前，下游電子產(chǎn)品持續(xù)往集成化、便攜化、多功能和高性能等方向發(fā)展，這對(duì)PCB及泛半導(dǎo)體器件制造中的光刻精度提出更高的要求。

在PCB領(lǐng)域，目前IC載板產(chǎn)品代表了最高的光刻水平，實(shí)現(xiàn)的最小線寬達(dá)到了5μm，追求更精細(xì)的線寬及分辨率成為PCB大廠的主要發(fā)展方向，直接成像技術(shù)已經(jīng)開始被PCB大廠作為用來取代傳統(tǒng)曝光技術(shù)的主流技術(shù)。泛半導(dǎo)體領(lǐng)域中的IC后道封裝，日本SCREEN已經(jīng)推出最小線寬2μm的采用激光直寫技術(shù)的晶圓級(jí)封裝光刻設(shè)備；在FPD領(lǐng)域，美國AppliedMaterials已經(jīng)進(jìn)行直寫光刻的專利布局。 ? ?

②提升生產(chǎn)效率方面

由于PCB及泛半導(dǎo)體制造業(yè)為大規(guī)模制造業(yè)，生產(chǎn)企業(yè)具有較高的成本敏感性，生產(chǎn)效率的提升將有效降低產(chǎn)品的單位生產(chǎn)成本，因而受到其重點(diǎn)關(guān)注。

目前行業(yè)內(nèi)主要是通過使用多工作臺(tái)及多個(gè)曝光鏡頭等手段，實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)控制更多的曝光光束，并通過優(yōu)化軟件、改善材料配套等方式來提升生產(chǎn)效率。

早期的單工作臺(tái)光刻設(shè)備工藝流程（上下片、對(duì)準(zhǔn)和曝光）只能在一個(gè)工作臺(tái)上按照流程順序串行完成，而雙工作臺(tái)技術(shù)的運(yùn)用能夠使得上下片、對(duì)準(zhǔn)和曝光的光刻流程在兩個(gè)工作臺(tái)上同時(shí)并行推進(jìn)，從而能夠大幅提升光刻設(shè)備的生產(chǎn)效率。

另外直寫光刻技術(shù)從最開始的單曝光鏡頭，逐步增加到數(shù)個(gè)以及現(xiàn)在的數(shù)十個(gè)曝光鏡頭，從最開始的控制單點(diǎn)光束，然后是幾十個(gè)點(diǎn)的光束，發(fā)展到現(xiàn)在的數(shù)百萬個(gè)曝光光點(diǎn)，大幅縮短曝光時(shí)間，極大提升了生產(chǎn)效率。

除了上述硬件配置的提升外，直寫光刻技術(shù)的數(shù)據(jù)處理能力也在通過軟件優(yōu)化的方式得到快速提升。此外在光刻配套材料方面，針對(duì)PCB直接成像設(shè)備的高靈敏度、高精度的感光干膜也得到快速發(fā)展，從而進(jìn)一步提高了該類設(shè)備的生產(chǎn)效率。

在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域，隨著直寫光刻技術(shù)的不斷成熟，在光刻精度為1μm-5μm之間的泛半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中，知名直寫光刻設(shè)備生產(chǎn)商逐步推出該領(lǐng)域的產(chǎn)品或者進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備。

③提升產(chǎn)品生產(chǎn)良率方面

隨著生產(chǎn)效率和最小線寬的提升，直寫光刻需要的系統(tǒng)模塊也在不斷增加，系統(tǒng)的熱源越來越多。為了確保各模塊成像系統(tǒng)的一致性、穩(wěn)定性，提高核心器件的使用壽命，設(shè)備廠商一方面需要對(duì)整機(jī)進(jìn)行熱分析和控制，通過建模分析改善設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)和增加環(huán)境控制，另一方面需要通過數(shù)據(jù)的深度學(xué)習(xí)模型、過程控制技術(shù)、軟件的智能化補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)手段提升光刻設(shè)備的穩(wěn)定性和智能化水平，從而提高光刻制程的良率。 ? ?

④最小線寬和生產(chǎn)效率的平衡和優(yōu)化方面

隨著最小線寬和生產(chǎn)效率的不斷提升，直接成像設(shè)備及直寫光刻設(shè)備將采用更多或者性能更高的模塊，設(shè)備成本隨之上升。下游客戶基于產(chǎn)品生產(chǎn)成本控制需求，當(dāng)產(chǎn)品單位生產(chǎn)成本低于原有單位生產(chǎn)成本時(shí)，才有動(dòng)力完成設(shè)備升級(jí)和更換。

行業(yè)內(nèi)主要企業(yè)

目前行業(yè)內(nèi)的主要企業(yè)如下：

PCB領(lǐng)域境外主要廠商為以色列Orbotech、日本ADTEC、日本ORC、日本SCREEN、臺(tái)灣川寶科技，國內(nèi)主要廠商有合肥芯碁微、大族激光、天津芯碩、江蘇影速、中山新諾。泛半導(dǎo)體領(lǐng)域境外主要廠商為瑞典Mycronic、德國Heidelberg、日本SCREEN、美國KLA-Tencor、美國Rudolph，國內(nèi)主要廠商有合肥芯碁微、上海微電子、天津芯碩、中山新諾、江蘇影速。

1、PCB領(lǐng)域

（1）以色列Orbotech：成立于1981年，專注于印制電路板、平板顯示器、先進(jìn)封裝、微電子機(jī)械系統(tǒng)和其他電子元件制造商提供激光直接成像生產(chǎn)系統(tǒng)以及自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備等，于2018年被美國KLA-Tencor收購。

（2）日本ADTEC：成立于1983年，專注于全自動(dòng)光刻設(shè)備、PCB制造相關(guān)設(shè)備、各種FA設(shè)備、粉末成型壓力機(jī)等產(chǎn)品的研發(fā)、制造和銷售，于2012年被日本USHIO收購。

（3）日本ORC：成立于1968年，主要從事工業(yè)用燈、各種光刻設(shè)備、光應(yīng)用裝置、光計(jì)測(cè)及檢查設(shè)備的研發(fā)制造銷售等。

（4）日本SCREEN：成立于1943年，為東京證券交易所上市公司，是世界頂尖的制版設(shè)備制造廠商，致力于生產(chǎn)質(zhì)量可靠、質(zhì)量卓越的印前制造設(shè)備，產(chǎn)品多元化，包括電分機(jī)、掃描儀、服務(wù)器、印前工作站、輸出機(jī)、***和電子雕刻機(jī)等。 ? ?

（5）臺(tái)灣川寶科技：成立于1999年，主要從事CCD自動(dòng)對(duì)位曝光機(jī)制造銷售，主要應(yīng)用于PCB印刷電路板及FPC軟性印刷電路板領(lǐng)域。

（6）大族激光：成立于1999年，為深圳證券交易所上市公司，產(chǎn)品覆蓋電子、新能源、電氣、汽車、食品等多個(gè)行業(yè)，在PCB制造領(lǐng)域的設(shè)備產(chǎn)品主要包括激光鉆孔機(jī)、激光切割機(jī)、直寫光刻設(shè)備等。

（7）天津芯碩：成立于2011年，主要從事半導(dǎo)體無掩膜光刻設(shè)備、先進(jìn)封裝用激光直接成像設(shè)備、PCB精細(xì)線路成像專用LDI設(shè)備、3D曲面玻璃光刻專用LDI設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)。

（8）江蘇影速：成立于2015年，主要從事半導(dǎo)體、PCB、顯示面板等應(yīng)用的光刻設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售。

（9）中山新諾：成立于2003年，主要從事PCB激光直接成像、IC封裝及制造光刻設(shè)備、FPD激光直接成像設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。

（10）合肥芯碁微電子裝備股份有限公司(簡稱：芯碁微裝，證券代碼：688630)，成立于2015年6月，注冊(cè)資本13130萬元，坐落于合肥市高新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)基地，公司專業(yè)從事以微納直寫光刻為技術(shù)核心的直接成像設(shè)備及直寫光刻設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)。主要產(chǎn)品及服務(wù)包括PCB直接成像設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)、泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)、其他激光直接成像設(shè)備。

2、泛半導(dǎo)體領(lǐng)域

（1）瑞典Mycronic：總部位于瑞典斯德哥爾摩，系斯德哥爾摩納斯達(dá)克上市公司，專業(yè)從事激光***、SMT貼片機(jī)、噴印機(jī)高科技電子設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)及市場開拓。

（2）德國Heidelberg：成立于1984年，總部位于德國海德堡市，是激光掩膜版與無掩膜光刻繪圖設(shè)備的世界級(jí)領(lǐng)導(dǎo)品牌，產(chǎn)品可應(yīng)用于集成電子領(lǐng)域的高精度掩膜版制作、平面顯示、先進(jìn)電子封裝等領(lǐng)域。 ? ?

（3）日本SCREEN：同上。

（4）美國KLA-Tencor：成立于1975年，系美國納斯達(dá)克證券交易所上市公司，產(chǎn)品包括晶片制造、晶圓制造、光罩制造、互補(bǔ)式金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）和圖像感應(yīng)器制造、太陽能制造、LED制造，資料儲(chǔ)存媒體/讀寫頭制造、微電子機(jī)械系統(tǒng)制造及通用/實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用等。

（5）美國Rudolph：從事微電子器件制造商使用的缺陷檢查、封裝光刻、薄膜計(jì)量以及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)與軟件的設(shè)計(jì)、開發(fā)、制造和支持業(yè)務(wù)。

（6）上海微電子：成立于2002年，主要從事泛半導(dǎo)體裝備以及高端智能裝備的設(shè)計(jì)制造銷售，主要產(chǎn)品為光刻設(shè)備，應(yīng)用于IC產(chǎn)業(yè)鏈中IC制造、封裝測(cè)試以及FPD制造等領(lǐng)域。

（7）天津芯碩：成立于2011年，主要從事半導(dǎo)體無掩膜光刻設(shè)備、先進(jìn)封裝用激光直接成像設(shè)備、PCB精細(xì)線路成像專用LDI設(shè)備、3D曲面玻璃光刻專用LDI設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)。

（8）江蘇影速：成立于2015年，主要從事半導(dǎo)體、PCB、顯示面板等應(yīng)用的光刻設(shè)備的研發(fā)、制造、銷售。

（9）中山新諾：成立于2003年，主要從事PCB激光直接成像、IC封裝及制造光刻設(shè)備、FPD激光直接成像設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售。

（10）合肥芯碁微電子裝備股份有限公司(簡稱：芯碁微裝，證券代碼：688630)，成立于2015年6月，注冊(cè)資本13130萬元，坐落于合肥市高新區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)基地，公司專業(yè)從事以微納直寫光刻為技術(shù)核心的直接成像設(shè)備及直寫光刻設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)。主要產(chǎn)品及服務(wù)包括PCB直接成像設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)、泛半導(dǎo)體直寫光刻設(shè)備及自動(dòng)線系統(tǒng)、其他激光直接成像設(shè)備。

PCB直接成像設(shè)備技術(shù)實(shí)力對(duì)比 ? ?

用于掩膜版制版的激光直寫光刻設(shè)備技術(shù)實(shí)力對(duì)比

IC制造直寫光刻設(shè)備技術(shù)實(shí)力對(duì)比 ? ?

OLED顯示面板制造光刻設(shè)備技術(shù)實(shí)力對(duì)比

審核編輯：黃飛

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