鑫鼎晟深度调研｜PCB与泛半导体高阶化加速光刻技术迭代：直写光刻与直接成像迎来扩容窗口

【产业观察】

鑫鼎晟研究团队最新深度调研显示，随着 PCB 以及泛半导体产业持续向高密度、高集成、细线路、小孔径与高可靠性方向演进，正在系统性催化现有光刻技术加速更新换代。相较传统曝光与掩膜光刻路径，**直接成像（Direct Imaging）与直写光刻（Maskless Direct-Write Lithography）**在柔性制造、工艺迭代效率、成本结构以及多品种小批量适配方面展现出更为突出的综合优势，其应用边界正持续拓展。

鑫鼎晟认为，直写光刻的核心价值在于**“无掩膜化”**：无需掩膜版即可完成曝光，使不同产品与工艺方案能够快速切换，显著缩短制程周期、提升生产灵活性，更契合先进封装、板级封装、高端 PCB、Mini/Micro-LED、新材料与柔性电子等快速迭代的制造需求。在 PCB 产能向国内集中、下游需求结构升级以及高端设备国产化提速的多重共振下，国产直写光刻与直接成像设备正迎来进口替代的重要窗口期。

一、光刻技术：泛半导体制造的关键底座

光刻是芯片与微纳加工的核心工艺，其本质是在光照作用下，借助光刻胶将掩膜版（Mask）上的图形转移到晶圆或其他基材表面。自集成电路诞生以来的近六十年中，电路特征尺寸大幅缩小、集成度持续提升，光刻技术的不断演进始终是最重要的底层驱动力之一。

在当前缺芯背景、制造升级需求以及终端应用多元化的共同作用下，光刻设备正从单一性能指标竞争，转向精度、效率、成本与柔性并重的综合最优解。

二、什么是直写光刻：无掩膜带来的柔性与效率革命

在泛半导体领域，按是否使用掩膜版，光刻技术可分为掩膜光刻与直写光刻（无掩膜光刻）。直写光刻通过计算机控制高精度光束或粒子束，直接对涂覆感光材料的基材进行扫描曝光，省去了掩膜版的制作、交付与迭代成本。

按辐射源不同，直写光刻主要分为两类：

带电粒子直写光刻（CPML）：如电子束直写、离子束直写等；

光学直写光刻（OML）：如干涉光刻、激光直写，以及基于空间光调制器（SLM/DMD）的光刻技术。

其中，以 DMD（数字微镜器件）阵列配合 FPGA 控制形成图形，并通过光学系统投影完成曝光的技术路径，通常被称为 DLP（数字光学处理）类光刻技术，因其图形生成灵活、迭代速度快，正在获得越来越多工艺场景的关注。

三、为何直写光刻更具优势：更适配高阶制造需求

从应用分工看，传统掩膜光刻长期主导高精度 IC 前道制造，而直写光刻则更多应用于掩膜版制版、少量多品种 IC 制造，以及板级封装、高端 PCB、显示与封装等对柔性要求更高的领域。

业内普遍认为，直写光刻在以下方面具备显著优势：

缩短制程与迭代周期，无需掩膜版即可快速切换方案；

多层对位与自动补偿能力强，更利于复杂结构制造；

支持小批量多品种及“一片一码”生产，契合智能工厂需求；

具备曲面曝光与特殊基材适配能力，利于新材料与新工艺应用。

鑫鼎晟观察到，在板级封装与高端 PCB 制造领域，直写光刻已成为主流技术方案；在高端显示、先进封装及第三代半导体等方向，直写光刻正逐步展现出对掩膜光刻的替代趋势。

四、PCB结构升级推动直接成像扩容，替代需求持续释放

在 PCB 大规模制造领域，根据曝光时是否使用底片，光刻技术主要分为传统曝光与直接成像（DI）。与传统曝光相比，直接成像在光刻精度、对位精度、良品率、环保性、生产周期、生产成本、柔性化生产及自动化水平等方面具备显著综合优势。

随着下游电子产品向轻薄化、高性能化发展，PCB 产品持续向高密度、高集成方向升级，对曝光精度提出更高要求。目前，直接成像设备在 PCB 产业化生产中可实现的最小线宽已达 5μm，已成为中高端 PCB 制造的主流技术方案。

鑫鼎晟认为，PCB 高阶化趋势将持续催化现有曝光设备更新换代，直接成像替代传统曝光设备的需求依然强劲。

五、多点需求共振，直写光刻应用场景持续扩展

调研显示，随着新型显示、先进封装、引线框架、FPD 以及柔性电子等产业快速发展，直写光刻的细分市场正持续扩容：

新型显示（Mini/Micro-LED）：产线扩建与工艺升级推动直写与直接成像设备需求增长；

引线框架：终端产品小型化、高集成化提升对曝光精度与灵活性的要求，直写光刻不断替代传统工艺；

先进封装：后摩尔时代下，倒装、扇出、3D、系统级封装等需求增长，推动直写光刻在对位灵活性、大尺寸封装及自动编码等场景渗透；

FPD 面板：高世代量产仍以投影式光刻为主，但掩膜版产能有限、成本高企，为直写光刻在研发试制和小批量生产中创造机会；

柔性电子：传统掩膜光刻在塑料基板、溶剂兼容性及工艺复杂度方面受限，直写光刻更利于制造复杂微小特征和三维电路，具备显著适配优势。

六、国产替代窗口期打开，本土优势加速释放

鑫鼎晟指出，全球 PCB 产业向中国大陆转移趋势明显，我国 PCB 市场份额持续提升。但在设备端，直写光刻与直接成像领域仍由海外厂商主导，部分高端制造环节依然依赖进口设备。

近年来，在高端装备产业政策支持、PCB 行业成本敏感性增强、本土供应链成熟以及本地交付与服务优势叠加的背景下，国产直写光刻设备有望凭借性能提升、性价比优势和本地化服务能力，逐步推进进口替代，并在部分细分领域探索设备出口机会。

结语：直写光刻正在走向微纳加工的“主角时刻”

鑫鼎晟认为，光刻行业不存在放之四海而皆准的“完美技术路线”，产业始终在成本、效率、性能与可制造性之间寻找动态最优解。当前，直写光刻已在板级封装与高端 PCB 制造领域确立主流地位，并在高端显示、先进封装、柔性电子及第三代半导体等方向展现出清晰的替代趋势。

随着全球 PCB 产业进一步向我国集中，以及直写光刻技术持续创新与产业化成熟，相关上游国产设备厂商有望迎来更加广阔的市场发展空间。