研判2025！全球直写光刻设备行业产业链、市场规模、应用领域及未来趋势分析：市场规模恢复增长态势，PCB为最大应用领域[图]

内容概要：直写光刻也称无掩模光刻，是指计算机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，无需掩模直接进行扫描曝光。近年来，全球经济增速放缓，下游行业承压发展，直写光刻设备市场规模呈波动态势，2024年随着下游行业明显回暖，直写光刻设备市场规模恢复增长态势，同比增长12%达15.7亿美元。未来随着直写光刻技术的优势逐步显现及其应用边界的不断扩展，市场规模将进一步扩张。从直写光刻设备产业链来看，上游为设备生产所需的原材料、模块及组件，包括光源、图形生成模块、运动平台、光路组件及自动控制组件等。中游为直写光刻设备供应商。下游为直写光刻设备应用领域，涉及印制电路板制造、IC载板制造、显示面板等。这些产品应用领域极为广泛，涵盖消费电子、数据中心、汽车电子、低空经济、平板显示器等。PCB为直写光刻设备最大应用领域，2024年占比41.1%。其次为掩膜版领域，占比36.6%。其他领域占比相对较小。竞争企业方面，在PCB直接成像设备领域，由于设备由多个系统组成，设备生产工艺复杂，因此技术门槛高，目前行业主要参与者包括以色列Orbotech、日本的ORC、ADTEC、SCREEN以及国内的芯碁微装、江苏影速、天津芯硕、中山新诺、大族激光等企业。而在，泛半导体直写光刻设备领域，国内发展起步较晚，主要市场份额为国外厂商所占据。竞争者包括瑞典Mycronic、德国Heidelberg、日本SCREEN、美国KLA-Tencor、美国Rudolph及国内的上海微电子、天津芯硕、中山新诺、江苏影速、芯碁微装等。目前，我国直写光刻设备产业已经实现了产业化发展，以芯碁微装、天津芯硕为代表的直写光刻设备厂商呈现出快速发展态势，部分产品已经能够与Orbotech等国外行业内领先厂商参与市场竞争。但是，在直写光刻设备上游关键零部件领域，目前我国厂商仍主要采取进口方式，国产化程度较低，不利于行业长远发展。

上市企业：芯碁微装(688630)、大族激光(002008)、苏大维格（300331）、洪田股份(603800)、富创精密（688409）、福晶科技（002222）、张江高科（600895）、

相关企业：江苏影速集成电路装备股份有限公司、天津芯硕精密机械有限公司、上海微电子装备（集团）股份有限公司、中山新诺科技股份有限公司、托托科技(苏州)有限公司、矽万(上海)半导体科技有限公司、纳糯三维科技(上海)有限公司、杭州玉之泉精密仪器有限公司、深圳洪镭光学科技有限公司

关键词：直写光刻设备产业链、直写光刻设备市场规模、直写光刻设备应用领域、直写光刻设备竞争格局

一、直写光刻设备行业相关概述

直写光刻也称无掩模光刻，是指计算机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，无需掩模直接进行扫描曝光。其主要原理是通过计算机将所需的光刻图案通过软件输入到数字微镜器件（DMD）芯片中，根据图像中的黑白像素的分布来改变DMD芯片微镜的转角，并通过准直光源照射到DMD芯片上形成与所需图形一致的光图像投射到基片表面，通过控制样品台的移动实现大面积的微结构制备。光刻设备是微纳制造的关键设备之一，光刻设备的性能直接决定微纳制程精细程度。直写光刻是微纳光刻的重要分支，它既具有投影光刻的技术特点，如投影成像技术、双台面技术、步进式扫描曝光等，又具有投影光刻所不具有的高灵活性、低成本以及缩短工艺流程等技术特点。直写光刻设备集成了图形处理系统、高精度位移平台、光路系统、电控系统、紫外光源、聚焦系统、智能生产系统、整机软件系统以及对准系统等模块，涉及精密机械、紫外光学、图形图像处理、模式识别、深度学习、自动控制、高速数据处理、有机化学等多领域的跨学科综合技术。

直写光刻曝光成像的方式与传统投影光刻基本相似，区别在于使用数字DMD代替传统的掩模，采用高速实时动态面扫描，利用大功率紫外激光或LED光源，通过高效集光系统和匀光系统照射在DMD上，通过数据链路实时产生动态图形，再通过高精度、低畸变的投影曝光镜头直接投影至覆有感光材料的基材上，实现高达几百万束光同时进行扫描曝光，通过空间面扫描和无缝拼接技术，高效实时地形成曝光图形。

相关报告：开云电竞官方网站下载安装 发布的《中国直写光刻设备行业市场运行格局及投资机会研判报告》

二、直写光刻设备行业市场现状

近年来，全球经济增速放缓，下游行业承压发展，直写光刻设备市场规模呈波动态势，2024年随着下游行业明显回暖，直写光刻设备市场规模恢复增长态势，同比增长12%达15.7亿美元。未来随着直写光刻技术的优势逐步显现及其应用边界的不断扩展，市场规模将进一步扩张。

在PCB直接成像设备领域，由于设备由多个系统组成，设备生产工艺复杂，因此技术门槛高，目前行业主要参与者包括以色列Orbotech、日本的ORC、ADTEC、SCREEN以及国内的芯碁微装、江苏影速、天津芯硕、中山新诺、大族激光等企业。而在，泛半导体直写光刻设备领域，国内发展起步较晚，主要市场份额为国外厂商所占据。竞争者包括瑞典Mycronic、德国Heidelberg、日本SCREEN、美国KLA-Tencor、美国Rudolph及国内的上海微电子、天津芯硕、中山新诺、江苏影速、芯碁微装等。目前，我国直写光刻设备产业已经实现了产业化发展，以芯碁微装、天津芯硕为代表的直写光刻设备厂商呈现出快速发展态势，部分产品已经能够与Orbotech等国外行业内领先厂商参与市场竞争。但是，在直写光刻设备上游关键零部件领域，目前我国厂商仍主要采取进口方式，国产化程度较低，不利于行业长远发展。

三、直写光刻设备行业产业链

1、产业链图谱

从直写光刻设备产业链来看，上游为设备生产所需的原材料、模块及组件，包括光源、图形生成模块、运动平台、光路组件及自动控制组件等。中游为直写光刻设备供应商。凭借雄厚的研发投入、制造专业知识及对下游应用特定需求的深入理解，进行精密的系统集成，以生产先进、高精度的直写光刻设备。下游为直写光刻设备应用领域，涉及印制电路板制造、IC载板制造、显示面板等。这些产品应用领域极为广泛，涵盖消费电子、数据中心、汽车电子、低空经济、平板显示器等。

2、下游应用分布

直写光刻设备是PCB、掩膜版、IC载板等产品生产的重要设备，其中PCB为直写光刻设备最大应用领域，2024年占比41.1%。其次为掩膜版领域，占比36.6%。其他领域占比相对较小。

3、下游应用领域—PCB领域

PCB是所有电子产品必备的电路载体，是电子工业中的重要基础部件，PCB产业的发展水平在一定程度上反映一个国家或地区电子信息产业的发展速度与技术水平。2024年全球PCB市场产值为736亿美元，同比增长5.8%，人工智能服务器及数据中心高速网络设备，是2024年PCB市场最核心的增长引擎，持续推动高端PCB产品需求扩张。受益于全球PCB产能向中国大陆转移以及下游电子终端制造业的蓬勃发展，中国大陆PCB行业整体呈快速增长态势。中国大陆2006年开始超越日本成为全球第一大PCB生产国，2016年至今PCB产值占比超过全球一半以上。2024年中国大陆PCB产值达412.13亿美元，同比增长9%，占全球PCB总产值的56%。

PCB生产过程较为复杂，涉及多个工艺环节，每个工艺环节对应着相应的专用设备需求，主要包括激光钻孔机、激光切割机、数控钻床、曝光设备、蚀刻设备、电镀设备、检测设备等。其中，曝光设备是PCB制造中的关键设备之一，用于PCB制造中的线路层曝光及阻焊层曝光工艺环节，主要功能是将设计的电路线路图形转移到PCB基板上，其技术发展同下游PCB产业的发展息息相关。目前，在大规模PCB制造领域，根据曝光时是否使用底片，光刻技术可主要分为直接成像（直写光刻在PCB领域一般称为“直接成像”）与传统曝光（对应的设备为传统曝光设备）。根据使用发光元件的不同，直接成像可进一步分为激光直接成像（LDI）以及非激光的紫外光直接成像，如紫外LED直接成像技术（UVLED-DI），其中LDI的光是由紫外激光器发出，主要应用于PCB制造中线路层的曝光工艺，而UVLED-DI的光是由紫外发光二极管发出，主要应用于PCB制造中阻焊层的曝光工艺。

与传统曝光技术相比较，直接成像设备在光刻精度、对位精度、良品率、环保性、生产周期、生产成本、柔性化生产、自动化水平等方面具有优势。随着技术水平不断提升，设备成本不断降低，直接成像设备在中高端 PCB 产品制造中已经得到了广泛的应用，成为了目前PCB制造曝光工艺中的主流发展技术，成功应用在PCB各细分产品，如双面板、多层板、HDI板、柔性板、IC载板等。随着PCB行业景气度回升，对直写光刻设备需求增加，2024年全球PCB制造领域直写光刻设备市场规模为6.5亿美元，同比增长20%。

4、下游应用领域—先进封装

“后摩尔”时代，随着集成电路工艺制程的越发先进，对技术端和成本端提出了巨大挑战，先进封装技术应运而生。先进封装技术能在不单纯依靠芯片制程工艺实现突破的情况下，通过晶圆级封装和系统级封装，提高产品集成度和功能多样化，满足终端应用对芯片轻薄、低功耗、高性能的需求，同时大幅降低芯片成本，因此在高端逻辑芯片、存储器、射频芯片、图像处理芯片、触控芯片等领域均得到了广泛应用。晶圆级封装能够实现更大的带宽、更高的速度与可靠性以及更低的功耗，适合移动消费电子产品、高端超级计算机、人工智能和物联网设备的芯片封装。近几年，全球先进封装热度持续高涨，市场规模不断扩大，2024年全球先进封装市场规模达450亿美元。

2019-2024年全球先进封装市场规模

先进封装技术不断应用，对光刻技术解决方案提出了更 精细的线宽处理能力、更高的层间对位精度及更大面积的图形化能力的要求。然而，掩膜版光刻技术在若干先进封装形式中面临诸多限制。在2.5D先进封装形式 （如CoWoS-L）及面板级先进封装(PLP)形式中，IC载板正向更大尺寸发展，以在单个封装 芯片内实现更多异构单元集成。然而，该尺寸已超出掩膜版光刻工艺中单次曝光的最 大曝光尺寸。因此，需要通过多次曝光对掩膜版进行拼接，以对大尺寸基板进行图形化。 然而，掩膜版的重复拼接将导致对准误差增加、曝光工艺时间成倍增加、成本指数级 增长及良率迅速下降。直写光刻技术无需掩膜版并以数字方式生成图案，可通过单个工艺步骤完成大尺 寸基板的曝光过程。与掩膜版光刻相比，其展现出成本更低、效率更高的技术优势。基板翘曲是先进封装工艺中的另一工艺瓶颈。高温及机械应力导致的基板弯曲或 扭曲将导致封装良率下降。在掩膜版光刻工艺下，掩膜版图案与基板图案之间的刚性 耦合关系无法从根本上解决翘曲问题。直写光刻技术可扫描整个基板表面，并对基板 变形进行实时精确计算，以调整曝光位置及参数。此外，凭借数字技术的优势，直写 光刻技术对基于玻璃基板的新兴先进封装形式（如TGV）表现出高度的兼容性。这有助 于提高先进封装的良率水平。目前，直写光刻设备在先进封装领域处于产业化初期，并已在部分下游先进封装 生产线上进行引进及验证，2024年全球先进封装领域用直写光刻设备市场规模为2亿元人民币（0.3亿美元），预计到2030年市场规模将超30亿元。未来随著全球先进封装工艺的持续发展及直写光刻技术先进性的逐步显现，先进封装对直写光刻设备需求将不断增加。

四、直写光刻设备行业技术趋势

直接成像设备及直写光刻设备的技术发展由下游PCB、泛半导体器件等产品的升级趋势驱动。总体而言，目前直写光刻设备的技术发展趋势为：实现更精细的线宽及分辨率、提升产品生产良率、实现最小线宽和生产效率的平衡和优化。

1、实现更精细的光刻精度

目前，下游电子产品持续往集成化、便携化、多功能和高性能等方向发展，这对PCB及泛半导体器件制造中的光刻精度提出更高的要求。在PCB领域，追求更精细的线宽及分辨率成为PCB大厂的主要发展方向，直接成像技术已经开始被PCB大厂作为用来取代传统曝光技术的主流技术。泛半导体领域中的IC后道封装，日本SCREEN已经推出最小线宽2μm的采用激光直写技术的晶圆级封装光刻设备。

2、提升产品生产良率

随着生产效率和最小线宽的提升，直写光刻需要的系统模块也在不断增加，系统的热源越来越多。为了确保各模块成像系统的一致性、稳定性，提高核心器件的使用寿命，设备厂商一方面需要对整机进行热分析和控制，通过建模分析改善设备内部结构和增加环境控制，另一方面需要通过数据的深度学习模型、过程控制技术、软件的智能化补偿等技术手段提升光刻设备的稳定性和智能化水平，从而提高光刻制程的良率。

3、实现最小线宽和生产效率的平衡和优化

随着最小线宽和生产效率的不断提升，直接成像设备及直写光刻设备将采用更多或者性能更高的模块，设备成本随之上升。下游客户基于产品生产成本控制需求，当产品单位生产成本低于原有单位生产成本时，才有动力完成设备升级和更换。

以上数据及信息可参考开云电竞官方网站下载安装 （www.xtrasounds.com）发布的《中国直写光刻设备行业市场运行格局及投资机会研判报告》。开云电竞官方网站下载安装 是中国领先产业咨询机构，提供深度产业开云手机官网入口网址 、商业计划书、可行性开云手机官网入口网址 及定制服务等一站式产业咨询服务。您可以关注【开云电竞官方网站下载安装 】公众号，每天及时掌握更多行业动态。