全球直写光刻设备行业：需求受算力爆发、机器人升级趋势推动中国企业乘风而上

2026-01-23 10:40

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一、AI算力爆发、机器人升级趋势持续推动直写光刻设备需求，2030年全球市场规模将达190亿元

直写光刻设备是赋能微纳制造的微纳米光刻工艺的核心设备，其核心原理是无需依赖物理掩模版，直接将设计好的二维/三维图形数据通过激光、电子束、离子束等能量载体，逐点、逐线或逐面“写入”到涂覆有光刻胶的衬底（如硅片、玻璃、柔性基板等）表面，最终经显影、蚀刻等后处理工序，在衬底上形成所需微纳结构。

根据观研报告网发布的《中国直写光刻设备行业发展深度研究与投资前景分析报告（2026-2033年）》显示，直写光刻设备凭借无需掩膜、高精度、灵活性强等优势，已成为半导体、显示面板、微机电系统（MEMS）等高端制造领域的“隐形基石”。近年来全球直写光刻设备市场需求快速增长。根据数据，2020-2024年全球直写光刻设备市场规模由90亿元增长至112亿元，期间年复合增长率达5.70%。

直写光刻设备主要应用领域

应用领域	应用情况
PCB领域	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。
先进封装	直写光刻设备凭借无掩模、高精度、大尺寸适配及智能补偿的核心技术优势，已成为先进封装领域的核心工艺装备，深度适配 Fo-WLP、PLP、CoWoS-L、2.5D/3D 封装及 Chiplet 异构集成等主流高端工艺，主要应用于重分布层（RDL）图形化、凸块 / Bumping 制备、TSV/TGV 通孔开口及大尺寸基板曝光等核心互连环节。针对先进封装对高密度、大尺寸、高良率的需求，直写光刻设备可实现 1-3μm 的精细线宽 / 线距加工，套刻精度达 ±0.5-1μm，支持 300mm 晶圆与 510mm + 板级基板的单步无拼接曝光，且通过 AI 驱动的实时翘曲补偿技术，可有效解决大尺寸基板因热应力、机械应力产生的翘曲问题，大幅提升封装良率。相较于传统掩模光刻，直写光刻无需定制昂贵掩模，能将小批量定制化产品的研发周期从数天缩短至数小时，掩模相关成本降低 30%-50%，完美匹配先进封装工艺迭代快、异构集成需求多样的特点。
IC载板制造	直写光刻设备是 IC 载板制造向高端化、精细化升级的核心工艺装备，深度适配 ABF 载板、BT 载板等主流品类的生产需求，尤其成为高端 ABF 载板量产的关键支撑，主要应用于内层 / 外层精细线路曝光、微盲孔图形化、凸块制备等核心环节，完美匹配 IC 载板积层法制造中高密度互连结构的加工要求。针对 AI 算力芯片驱动下 IC 载板线宽 / 线距向 5/5μm 甚至 3-4μm 微缩、层数向 20 层以上提升的行业趋势，直写光刻设备可实现 3-4μm 的精细线宽加工，套刻精度达 ±1μm，支持 300×400mm 大尺寸 ABF 载板加工，还能适配 ABF、BT 等不同基材的加工特性，解决高端载板生产中精细对位、材料适配的核心痛点。相较于传统掩模光刻，直写光刻以无掩模的技术优势，避免了掩模磨损、尺寸误差带来的良率问题，降低了小批量试制与工艺迭代的掩模成本，同时提升了高频高速信号的传输完整性，满足 CPU、GPU、HBM 等高端芯片对 IC 载板高 I/O 密度、高散热性的要求。

资料来源：观研天下整理

数据来源：观研天下数据中心整理

下游产业升级将持续推动直写光刻设备需求。全球产业正被人工智能(AI)、5G通讯及物联网(IoT)等先进技术深刻重塑。

预计全球人工智能行业开支将从2024年的16940亿元增长至2030年的63092亿元，年复合增长率为24.5%。作为人工智能行业的核心基础设施，预计全球AI服务器市场规模将从2024年的7548亿元增长至2030年的28001亿元，年复合增长率为24.4%。预计全球机器人市场规模将由2024年的5086亿元增长至2030年的14313亿元，年复合增长率为18.8%。

这些行业的升级及发展将对微纳器件的数量及性能提出更高要求。作为微纳器件制造的核心设备，直写光刻设备将持续受益于全球产业升级及新兴产业发展的需求。预计2030年全球直写光刻设备市场规模将达190.0亿元，2024-2030年复合增长率达9.20%。

数据来源：观研天下数据中心整理

二、技术突破与市场需求共振，国产直写光刻设备迎黄金替代机遇

直写光刻设备的研发及制造高度依赖光学、机械、电子及软件工程等多个学科的深度融合。在工程实践中，亦需要众多高精度组件的协同运作。对多维度、多学科复杂系统设计及集成的需求，为直写光刻设备设定了显著的技术进入壁垒。

全球直写光刻设备市场中，欧洲企业如Heidelberg Instruments、Raith(4PICOLitho)、Mycronic等起步较早，技术处于领先梯队。国内参与企业较少，代表包括上海微电子、天津芯硕、中山新诺、江苏影速、芯碁微装等，这些企业积极布局直写光刻领域，虽整体与国际头部企业有差距，但凭借本土优势及技术追赶，正逐步提升市场影响力，推动行业国产化进程。

从国产龙头--芯碁微装发展情况来看，全球AI算力爆发、汽车电子化趋势推动PCB产业向高多层、高密度技术快速迭代，芯碁微装高端激光直接成像（LDI）设备精准匹配市场升级需求，订单需求持续旺盛。

在 PCB 领域，芯碁微装提供全制程高速量产型的直接成像设备，最小线宽涵盖 8μm-75μm 范围，主要应用于PCB制造过程中的线路层及阻焊层曝光环节，是 PCB 制造中的关键设备之一。在最小线宽指标方面，芯碁微装ACURA280 产品能够实现 8μm 的最小线宽，满足目前PCB 领域最高端的 IC 载板制造要求；在产能指标方面，芯碁微装TRIPOD100T 单机产品能够在最小线宽 35μm、对位精度±12μm 的条件下实现 300 面小时的产能，MAS15T单机产品能够在最小线宽 15μm、对位精度±8μm 的条件下实现270 面小时的产能。

在半导体领域，芯碁微装提供最小线宽在 350nm 的直写光刻设备，主要应用于下游IC 掩膜版制版以及IC制造；在 FPD（平板显示）领域，芯碁微装主要产品为 OLED 直写光刻设备自动线系统，应用于 OLED 显示面板制造，光刻精度能够实现最小线宽0.7μm。

技术的突破性进展，打开了芯碁微装长期增长空间。2019-2023 年芯碁微装泛半导体业务营业收入从209 万元增长至1.88 亿元。随着 2023 年下半年PCB 进入高景气，全球PCB 供不应求，PCB 制造商大幅扩产，芯碁微装 PCB 设备2024 年收入进一步快速增长。芯碁微装产品盈利能力较强，2024 年其PCB 和泛半导体业务毛利率分别为32.94%、56.87%。在全球市场上，芯碁微装市场份额已达15%。