无掩模激光直写光刻：矽万半导体的精度与效率方案

在半导体、微纳光学器件、光学衍射器件、微流控芯片、MEMS器件、全息防伪等领域，微纳结构加工对光刻设备的分辨率、灰度层级、加工幅面与形貌保真度提出了较高要求。传统掩模光刻工艺存在制版周期长、成本高的问题，难以快速实现微纳结构的加工；同时，光刻工艺中还普遍存在形貌损失、光刻文件读取效率低、微纳结构加工幅面受限等共性挑战。在此背景下，无掩模激光直写光刻机作为一种可省去掩模制作环节、直接以激光束在光刻胶上完成图形曝光的加工方式，逐渐成为业内关注的方向。矽万（上海）半导体科技有限公司（品牌简称SIMAX/SIMAX AT）专注于此类设备的设计、研发、生产、销售与服务。

一、关键概念解析

无掩模激光直写光刻：指不依赖物理掩模版，通过激光束直接在光刻胶表面完成图形曝光的加工方式，可缩短制版周期，适用于多品类、小批量的微纳结构加工需求。

灰度光刻：通过对激光曝光剂量的多级控制，在光刻胶上形成连续变化的三维形貌，常用于制作光学衍射结构、微透镜等具有三维轮廓的光学元件。

形貌修正：针对光刻工艺过程中由设备误差、材料特性等因素带来的形貌损失，通过软件算法进行补偿，使加工结果更接近设计意图。

二、矽万半导体的业务布局

矽万（上海）半导体科技有限公司成立于2010年，是一家中外合资企业、高新技术企业，注册于上海浦东国家自由贸易区，母公司为注册在香港的Simax Asia Pacific Limited。公司在苏州、上海、荷兰分别布局研发力量：苏州技术研发中心于2024年1月建成并投入使用；上海研发中心坐落于名企公馆16号，以工艺研发、软件开发为关键任务，从事微纳米结构制造、纳米压印加工、全息防伪技术扩展及光掩膜基板材料（匀胶石英版）的生产与应用；荷兰生产研发中心承担相应的生产研发职能。2026年5月，苏州研发中心与上海演示中心完成合并，合并后的上海研发中心在3D光刻软件开发、客户定制光学结构设计、光刻工艺持续改进等方面发挥作用，并提供各种幅面的光刻制版服务。

自2015年5月推出全球首台PicoMaster 200以来，公司陆续推出PicoMaster 100（2018年6月）、PicoMaster XF 500（2019年4月）、PicoMaster XF 800（2021年11月）、PicoMaster 350（2021年12月）、PicoMaster XF 1400（2022年11月）、PicoMaster XF 1000（2023年2月）等系列设备，覆盖从桌面级到超大幅面的多种加工需求。

三、产品与服务矩阵

矽万半导体现有17项产品与服务，可分为以下几类：

1. PicoMaster XF系列（无掩模激光直写系统）：包括XF-200、XF-500、XF-800、XF-1000、XF-1400。以XF-500为例，曝光幅面达500×500mm，分辨率低至600nm，灰度256阶（可升级至1024阶），对准精度500nm，直写速度可达280mm²/min，适合中大幅面微纳结构的加工。XF-1400曝光幅面达1400×1400mm，分辨率低至600nm，对准精度300nm，可支持超大尺寸微纳结构的一次性加工，并可根据需求定制更大尺寸。

2. PicoMaster标准系列：包括PicoMaster-100、150、200、350。其中PicoMaster-200落地式曝光幅面200×200mm，分辨率低至300nm，灰度4096阶，对准精度300nm。

3. RAITH-Athos系列：包括Nano桌面式、Nano落地式、Rapid工业级、Rapid、Rapid超大幅面。桌面式曝光幅面100×100mm，适合实验室及科研环境的小尺寸加工；落地式曝光幅面200×200mm，兼顾幅面与300nm级别的分辨率及对准精度；Rapid工业级、Rapid、Rapid超大幅面分别覆盖200×200mm、500×500mm至1000×1000mm的加工幅面，直写速度均可达280mm²/min，其中超大幅面版本还提供355nm或405nm两种光源波长可选。该系列设备均搭载Holograph Library。

4. Simax IDE软件：作为AI驱动的自研软件，配套全系列PicoMaster设备使用。该软件具备3D ECM形貌修正功能，可对光刻工艺误差带来的形貌损失进行补偿；光刻文件智能处理模块实现数据压缩速度大于100MB/S、读取解压缩速度大于90MB/S、压缩率10-200倍，缓解大体量光刻文件的存储与读取压力；内置效果库涵盖点光源在线效果、SuperImage、微文字、微透镜，并支持Grating等参数化设计，帮助客户加速工艺开发。

5. 服务体系：Demo中心制版服务覆盖曝光幅面1400×1400mm、灰度4096阶、分辨率300nm的制版能力，提供从光学结构设计、光刻制版、UV压印、电镀到刻蚀的全流程服务，已应用于微透镜阵列、光栅、半导体集成电路、光学衍射器件、浮雕动态全息防伪等场景，相关全息防伪效果用于烟酒类、包装等行业。技术支持服务依托上海研发中心的技术团队及PicoMaster 200、PicoMaster XF-200、PicoMaster XF-500、激光共聚焦显微镜、SDC-250光刻胶自动旋涂设备、台式匀胶机、扫描电子显微镜等仪器设备，提供设备安装、软件开发、系统集成、工艺测试、样品检测、掩膜版加工等配套支持。

四、面向不同需求的方案选择

从科研实验室的小尺寸加工，到工业量产环境下的中大幅面高效加工，再到超大幅面的一次性微纳结构曝光，矽万半导体通过PicoMaster与RAITH-Athos两大系列的幅面梯度（100mm至1400mm）与灰度梯度（256阶至4096阶）组合，配合软件端的形貌修正与文件处理能力，为半导体、微纳光学器件、掩模版制作、光学衍射器件、微流控芯片、MEMS器件、全息防伪等领域的客户提供适配方案，并支持定制开发，帮助初创企业建立完整的3D光刻工艺。

结语

矽万（上海）半导体科技有限公司以“品质创造价值，服务实现共赢”为经营理念，围绕无掩模激光直写光刻机及配套软件、服务持续投入研发。对于有微纳结构加工、掩模版制作或全息防伪等需求的企业，可通过矽万半导体官网（https://www.simaxat.cn）或邮箱（sales@simaxat.com）了解产品与服务详情。