应用于微纳制造的数字掩膜3D光仪
一、成果简介
目前,国内的微纳制造领域数字掩模3D光刻仪主要依赖进口,同类设备单价超千万元,采购成本高,且后续维修及配件费用昂贵,同时传统设备操作复杂导致高校教学普及率低、学生实操机会少。
本成果的核心技术为“数字投影式多工艺集成光刻技术”,主要由三大模块构成:一是“数字掩模生成模块”,基于DMD(数字微镜器件)技术,通过计算机直接生成数字掩模,无需制作物理掩模,掩模修改周期从传统的7-10天缩短至几分钟,且支持灰度掩模生成,满足3D微纳结构的加工需求;二是 “多工艺集成模块”,采用 “核心模组 + 积木式附件” 设计,在数字光刻核心模组基础上,可灵活添加3D增材制造附件、激光刻蚀附件等,实现 “2D光刻 + 3D增材 + 刻蚀” 多工艺一体化,设备功能扩展成本降低 50% 以上;三是 “智能控制软件模块”,自主研发的控制软件支持参数可视化调节、工艺流程自动化编排,且内置教学模式(含操作教程、故障诊断指引),降低操作门槛,适配高校教学场景。

二、应用领域
本成果可应用于高校科研实验、课堂教学及科研院所微纳制造相关研究,兼具数字二值/灰度光刻和3D微纳增材制造功能,适配不同场景下的微纳加工需求,其具备数字投影免物理掩模制作、积木式功能扩展、国产化低成本三大核心特性,集成多工艺于一体,可满足高校科研团队微纳制造实验、教学单位微纳工艺实操培训。
三、市场前景
从国内市场容量来看,高校与科研院所是微纳光刻仪器的核心需求方。截至2024年,国内开设半导体、微电子、微纳制造相关专业的高校超200所,每所高校平均需3-5台光刻设备支撑科研与教学;同时,国内拥有微纳制造相关实验室的科研院所超150家,加上生物医疗、新能源等领域企业的研发需求,国内光刻设备年需求量超300台。但当前市场需求存在显著 “供需错配”:一是价格错配,进口高端光刻仪器单价超千万元,仅少数高校与重点科研院所有能力采购,其余大部分因预算有限,只能通过外协加工完成实验,或放弃相关领域研究;二是功能错配,进口设备以科研级4/11单一功能为主,操作复杂,需专业技术人员维护,无法适配高校课堂教学场景,导致学生实操机会极少,人才培养效率受限;三是服务错配,进口设备维修周期长达3-6个月,配件需从国外调配,维修费用占设备总价的10%-15%,严重影响科研进度。
按国内年需求300台计算,若采用国产化设备(单价50-100万元)替代进口设备(单价1000万元),每年可为国内市场节省采购成本超27亿元,同时带动上游光学元件、精密机械、软件算法等产业链配套发展,创造新的经济增长点。
四、知识产权
1、成果由北京理工大学单独持有;
2、本成果已授权专利。
五、合作方式
技术转让、技术许可、合作开发、技术服务及咨询等。
六、对接方式
(1)合作意向方联系北理工技术转移中心;
(2)北理工技术转移中心沟通了解意向方情况;
(3)会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。
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