當激光束在感光材料上精準勾勒出微米級的圖案， 一場制造業(yè)的 “無掩膜激光直寫革命” 正在悄然發(fā)生。在這場技術(shù)迭代的浪潮中，深圳市先地圖像科技有限公司以十年深耕的執(zhí)著，從2015年成立時的行業(yè)新貴，成長為如今手握50項發(fā)明專利、服務全球眾多客戶的激光直寫技術(shù)領(lǐng)軍者。
如今，深圳先地的激光直寫設備已滲透到制造業(yè)的毛細血管：從PCB電路板的精密布線到LCD顯示面板的細微像素，從服裝、包裝到玻璃、陶瓷的精致絲網(wǎng)印刷制版，這些“光與影的雕刻師”正重新定義著傳統(tǒng)制造的精度邊界與效率極限。更令人矚目的是，其獨創(chuàng)的DFAI（數(shù)字聚焦陣列成像）專利技術(shù)，打破了美國TI公司DMD方案的技術(shù)壁壘，在最小線寬、曝光功率、大幅面效率等核心指標上樹立新標桿，讓“中國智造”的激光設備在全球市場占據(jù)了行業(yè)領(lǐng)先的交付量與增長率。
近日，適逢深圳市先地圖像科技有限公司成立十周年之際，我們《激光制造商情》專訪了深圳先地公司董事長陳乃奇先生。在這場專訪中，陳乃奇董事長將帶我們走進激光直寫的微觀世界，揭秘一項技術(shù)如何從實驗室走向生產(chǎn)線，從中國工廠走向歐美車間；探討無掩膜光刻如何重塑制造業(yè)的未來，以及AI浪潮下，激光設備智能化又將開辟哪些新可能。這不僅是一家企業(yè)的十年征程，更是中國高端制造從跟跑到并跑，再到領(lǐng)跑的生動縮影。
深圳市先地圖像科技有限公司董事長陳乃奇
《激光制造商情》: 作為國內(nèi)領(lǐng)先的激光直接成像技術(shù)和整機設備研發(fā)的企業(yè)，深圳先地從2015年成立至今，在技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應用等方面取得了哪些突破性進展？
陳總：公司成立于2015年，2019年通過國家高新技術(shù)企業(yè)資質(zhì)認證，2021年獲得深圳市專精特新中小企業(yè)稱號，并在2023年獲得國家工信部授予的專精特新“小巨人”稱號。
公司專注于激光直寫核心技術(shù)研發(fā)與整機設備的研制、生產(chǎn)和銷售。自成立開始，公司一直在研發(fā)上保持高投入，通過自主研發(fā)，實現(xiàn)了激光直寫設備制造“核心技術(shù)+關(guān)鍵工藝+核心部件+整機裝備”全鏈條技術(shù)攻克，2023年通過了科技成果評價專家組的評審，給予了國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先的評價。
為提升激光直寫的圖像精度，公司成功研制了適用于大焦深數(shù)字聚焦的光學系統(tǒng)和高精密組裝工藝，實現(xiàn)了激光束的精確整形和高功率聚焦，解決了一直困擾行業(yè)的“微米級大深寬比曝光”和“感光材料厚膜難穿透”的難題。
公司通過自研雙閉環(huán)高速運動控制算法和曝光圖像實時補償算法，并采用多束激光并行高速掃描曝光的方式，攻克了“大幅面效率不滿足生產(chǎn)需求”的難題。
公司目前已形成批量銷售的產(chǎn)品線，主要用于聚酯網(wǎng)和鋼絲網(wǎng)的高精度激光直寫曝光機，產(chǎn)品定位在制造業(yè)的中上游，我們的產(chǎn)品已經(jīng)服務于眾多的下游制造業(yè)客戶，涉及的垂直領(lǐng)域包括PCB、LCD、光電顯示面板等，也包括消費品制造領(lǐng)域，比如服裝、陶瓷、高端印刷包裝等。
公司從成立之初就確立了服務全球客戶的產(chǎn)品和市場策略，公司全系列產(chǎn)品均通過歐盟CE安全認證，目前我們服務的客戶50%為歐美制造企業(yè)，40%為國內(nèi)制造企業(yè)，10%為東南亞企業(yè)。在工業(yè)制造必須的絲網(wǎng)印刷制版環(huán)節(jié)，我們的激光設備交付數(shù)量和增長率已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先定位。
《激光制造商情》：能詳細介紹一下以數(shù)字聚焦陣列成像DFAI核心技術(shù)為原理的無掩模光刻技術(shù)嗎？它相比傳統(tǒng)技術(shù)以及其他同類技術(shù)，獨特優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些方面？
陳總：實現(xiàn)高精細圖像刻寫的方式有兩種：有掩膜和無掩膜。被廣泛應用的菲林曝光、鉻板曝光和目前最先進的半導體光刻工藝，屬于有掩膜光刻。制作IC光掩膜板的電子束光刻，就則屬于無掩膜光刻工藝。
激光直寫屬于“無掩膜光刻”的技術(shù)范疇，核心技術(shù)原理是通過計算機控制激光束直接在感光材料上進行刻寫得到所需圖像，可以省卻制造掩膜版的時間和成本，并且理論上，可以通過檢測被曝光材料的微小形變，通過實時調(diào)整圖像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)更精密的對位和尺寸匹配。
有賴于激光技術(shù)、計算能力和精密制造能力的持續(xù)提升，激光直寫技術(shù)在精度和效率上也在快速進步。目前，在電子產(chǎn)品和消費品制造過程中，采用激光直寫方式替代傳統(tǒng)的菲林曝光已經(jīng)成為工藝升級的主要內(nèi)容之一。而在更高精度的泛半導體光刻領(lǐng)域，如：新型封裝、MEMS、光電芯片、生物芯片等領(lǐng)域，采用激光直寫替代光掩膜版曝光工藝，行業(yè)正進行積極的探索。
在深圳先地成立之前，市場上主流的激光直寫技術(shù)方案是由美國TI公司掌握核心技術(shù)和芯片的DMD數(shù)字掩膜曝光方案。通過對各種技術(shù)路線的研究分析和技術(shù)對比，深圳先地自主研發(fā)出不同于DMD方案的“DFAI（數(shù)字聚焦陣列成像）”技術(shù)解決方案。該技術(shù)方案有利于滿足更多應用場景中，對曝光精度、曝光能量和曝光效率的要求。
公司在“光學+機械+電子+軟件算法”等技術(shù)領(lǐng)域展開協(xié)同研發(fā)，在最小線寬、曝光功率范圍、大深寬比3D成像、大幅面曝光效率等指標上形成突破，公司的產(chǎn)品團隊基于不同技術(shù)階梯上研發(fā)成果組織產(chǎn)業(yè)化研發(fā)工作，面向垂直領(lǐng)域的客戶需求推出系列型號設備，替代了國外同類關(guān)鍵部件和整機裝備，實現(xiàn)了完全自主保障，達到行業(yè)領(lǐng)先水平。
《激光制造商情》：目前公司的激光直寫制版設備主要應用于哪些領(lǐng)域？能否分享一些標桿客戶的合作案例？這些客戶選擇深圳先地的關(guān)鍵因素是什么？
陳總：目前，公司量產(chǎn)的激光直寫制版設備，可適用于有聚酯網(wǎng)和高精密鋼絲網(wǎng)制版需求的各類制造業(yè)客戶。
我們內(nèi)部將客戶需求劃分為兩大類：工業(yè)類和消費類，其中，工業(yè)類的主要客戶群為PCB制造、LCD制造、顯示面板制造企業(yè)，消費類的主要客戶群為服裝、陶瓷、玻璃、印刷包裝等行業(yè)。
說到案例分享，大家關(guān)注點可能會更多地聚焦在工業(yè)品制造領(lǐng)域，但是我們觀察到一個比較有意思的領(lǐng)域是服裝行業(yè)，這是個看起來非常傳統(tǒng)的行業(yè)，我們曾經(jīng)也認為這個行業(yè)距離技術(shù)進步比較遠，可是接觸后，我們發(fā)現(xiàn)他們對于傳統(tǒng)工藝改進的需求非常迫切，我們的設備很快經(jīng)過驗證，通過替代傳統(tǒng)的菲林曝光設備，消除了菲林制造成本和污染，并將幾個小時的制版工作時間縮短到2分鐘，同時，相比歐洲廠商的進口同類設備，我們在效率、精度、幅面和感光材料兼容性等方面保持全面領(lǐng)先優(yōu)勢，所以，目前國內(nèi)所有頭部的大型服裝代工企業(yè)，基本全部采用了我們的設備。
《激光制造商情》:公司目前擁有多項專利，包括激光直寫成像控制方法等。未來在研發(fā)方面有哪些重點方向？是否會拓展至其他激光應用領(lǐng)域？
陳總：公司自身定位是一家技術(shù)驅(qū)動型的公司，所以，我們一直保持較高比例的研發(fā)投入，并且圍繞我們的自主研發(fā)的DFAI激光直寫成像技術(shù)積極的進行專利布局，目前，公司已經(jīng)獲得發(fā)明專利授權(quán)50項，軟著授權(quán)34項，還有超過200項專利處于受理狀態(tài)。
公司的專利申請都緊密圍繞在激光直寫成像直接相關(guān)的光學、圖像處理、運動控制和檢測方法領(lǐng)域。
公司目前的主要的研發(fā)方向是微米和亞微米級的高速無掩膜光刻和檢測技術(shù)，我們會始終聚焦在高精度成像相關(guān)的技術(shù)和產(chǎn)品領(lǐng)域，目前不會介入到其他激光應用領(lǐng)域。
《激光制造商情》: 隨著科技的不斷發(fā)展，您認為激光直接成像技術(shù)未來在工業(yè)制造、半導體等領(lǐng)域還會有哪些新的應用拓展方向？
陳總：高精度的成像，是所有高端制造的基礎(chǔ)，將激光直寫技術(shù)應用到更廣泛的制造領(lǐng)域，是我們一直專注的工作目標。
我們理解，目前，在30-100微米線寬精度上，激光直寫成像設備已可實現(xiàn)對傳統(tǒng)有掩膜成像工藝的完全替代。在不遠的未來，在3微米直至0.35微米精度上，尤其是大幅面制造需求（如：光電顯示、新型封裝），激光直寫設備的精度和生產(chǎn)效率也有機會滿足客戶的批量生產(chǎn)需求，并將無掩膜光刻工藝的靈活性、低成本和更高的兼容性等優(yōu)勢帶給行業(yè)客戶。
至于社會關(guān)注的10納米以下前沿光刻，激光直寫的機會未來可能更多還是應用在對于批量生產(chǎn)效率要求不高的科研領(lǐng)域。
《激光制造商情》：目前行業(yè)內(nèi)對激光技術(shù)的智能化與集成化發(fā)展趨勢關(guān)注度很高，深圳先地在這方面有哪些探索和實踐？如何將AI等新技術(shù)融入到激光設備中，提升設備的智能化水平和生產(chǎn)效率？
陳總：作為一家技術(shù)驅(qū)動型公司，我們非常關(guān)注AI技術(shù)的進展和應用，并且也對于大模型技術(shù)的飛速進展感覺非常震撼和振奮。
目前，我們在AI方面的實踐主要包括兩個方面，一方面利用AI尤其是LLM大模型技術(shù)，優(yōu)化我們的研發(fā)過程，主要的實踐包括AI Coding和AI參與硬件方案的選型和技術(shù)評審。
另一方面，我們一直致力于直接將圖像處理算法、精度補償深度學習算法和設備故障預測算法等可以與產(chǎn)品直接結(jié)合的AI算法和數(shù)據(jù)在產(chǎn)品中實現(xiàn)，更好的服務我們的客戶。
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