當(dāng)激光束在感光材料上精準(zhǔn)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(wù)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(shè)備已滲透到制造業(yè)的毛細(xì)血管：從PCB電路板的精密布線到LCD顯示面板的細(xì)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(biāo)上樹立新標(biāo)桿，讓“中國智造”的激光設(shè)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(jìn)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(shè)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(shè)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(yīng)用等方面取得了哪些突破性進(jìn)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(rèn)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(shè)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(shè)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(xué)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(wù)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(wù)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(rèn)證，目前我們服務(wù)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(shè)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(xì)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(xì)圖像刻寫的方式有兩種：有掩膜和無掩膜。被廣泛應(yīng)用的菲林曝光、鉻板曝光和目前最先進(jìn)的半導(dǎo)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(jìn)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)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(yīng)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(xué)+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(biāo)上形成突破，公司的產(chǎn)品團(tuán)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(shè)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(dá)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(shè)備主要應(yīng)用于哪些領(lǐng)域？能否分享一些標(biāo)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(shè)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(rèn)為這個行業(yè)距離技術(shù)進(jìn)步比較遠(yuǎn)，可是接觸后，我們發(fā)現(xiàn)他們對于傳統(tǒng)工藝改進(jìn)的需求非常迫切，我們的設(shè)備很快經(jīng)過驗證，通過替代傳統(tǒng)的菲林曝光設(shè)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(jìn)口同類設(shè)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(shè)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(yīng)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(jìn)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(xué)、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(yīng)用領(lǐng)域。
《激光制造商情》: 隨著科技的不斷發(fā)展，您認(rèn)為激光直接成像技術(shù)未來在工業(yè)制造、半導(dǎo)體等領(lǐng)域還會有哪些新的應(yīng)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(yīng)用到更廣泛的制造領(lǐng)域，是我們一直專注的工作目標(biāo)。
我們理解，目前，在30-100微米線寬精度上，激光直寫成像設(shè)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(yuǎn)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(shè)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(yīng)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(shè)備中，提升設(shè)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(jìn)展和應(yīng)用，并且也對于大模型技術(shù)的飛速進(jìn)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(xué)習(xí)算法和設(shè)備故障預(yù)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(wù)我們的客戶。
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