1.1亿元国产光刻机杀入脑机接口
2025-12-25 20:12

1.1亿元国产光刻机杀入脑机接口

本文来自微信公众号: 心智观察所 ,作者:心智观察所


12月25日,一则看似寻常的政府采购公告悄然出现在中国政务采购网上:科学技术部以单一来源方式采购了一台步进扫描式光刻机,中标金额约1.10亿元,中标方为上海微电子装备(集团)股份有限公司(简称“上海微电子”)。货物型号简短而“神秘”——SSC800/10。


在光刻机这个被称为“现代工业皇冠上的明珠”的领域,任何一台设备的交付都值得关注。


但这台光刻机的意义远不止于此——在专家论证意见表中埋藏着一条不为人知的线索:这台设备将被用于“万通道级神经电极制造”。当我们顺着这条线索深挖下去,一个关于脑机接口、微纳制造与国产替代的宏大叙事逐渐浮出水面。



一个陌生型号背后的技术坐标


在上海微电子的产品体系中,此次采购的SSC800/10却是一个相对神秘的存在,它并未出现在官网的公开产品目录中。


结合采购公告披露的技术参数和专家评审团意见,这台光刻机具备“分辨率≤110nm”和“套刻精度≤15nm”的能力。从命名规则推断,SSC前缀通常对应KrF光源(248nm波长),“800”系列则可能代表比之前的上海微电子600系列更新的平台架构。这意味着它很可能是上海微电子在现有SSC600/10基础上进行了重大升级的科研定制机型。


110nm的分辨率在当今动辄7nm、5nm甚至3nm的芯片制程面前似乎不值一提。但如果我们跳出消费电子芯片的语境,这个数字就显得意义非凡。


对于MEMS(微机电系统)、生物芯片、神经电极等特殊应用场景,110nm不仅够用,而且恰到好处——它能够实现亚微米级结构的精密加工,同时保持较高的产能和稳定性。


更值得关注的是15nm的套刻精度。套刻精度决定了多层图形之间的对准能力,直接影响复杂微结构器件的制造良率。在神经电极制造中,电极阵列往往需要经历多次光刻-沉积-刻蚀循环,每一层的精确对准都关乎最终产品的性能。15nm的套刻精度意味着在头发丝直径的万分之一尺度上实现精确定位,这为高密度神经电极阵列的制造提供了坚实的工艺基础。


在全球光刻机市场,ASML的统治地位无人撼动,但在中低端市场,日本佳能和尼康仍保有一席之地。有趣的是,佳能的产品定位与上海微电子存在直接竞争关系。


佳能目前主打i-line(365nm)和KrF(248nm)两条产品线。其KrF扫描光刻机FPA-6300ES6a是该领域的标杆产品,分辨率可达90nm,在搭配Grade10升级包后,产能可达每小时300片晶圆,套刻精度更可提升至4nm。单从纸面参数看,佳能的套刻精度显著优于SMEE的15nm。


但技术参数并不能说明全部问题。首先,佳能的4nm套刻精度需要额外选配Overlay配件才能实现,基础配置未必能达到这一水平。其次,佳能和尼康的设备在当前地缘政治格局下面临出口管制的不确定性,国内科研机构获取这些设备的渠道并不通畅。再者,对于神经电极制造这类特殊应用,设备厂商的定制化支持和本土化服务至关重要——而这正是上海微电子的天然优势所在。


事实上,上海微电子在先进封装光刻机领域已经建立起可观的市场地位,国内市占率高达80%,海外市占率也达到40%。这说明在特定细分市场,国产设备完全有能力与国际巨头一较高下。SSC800/10的交付,或许预示着上海微电子正在向更多高价值垂直应用领域拓展。


临港国家实验室,采购背后的真正买家?


采购公告中,采购方署名为“科学技术部”。但通过交叉分析采购地址和项目用途,我们可以合理推断这台光刻机的最终用户极有可能是临港国家实验室。


临港实验室正是中国脑机接口研究的核心重镇之一。2024年,上海在全国率先开展脑机接口关键技术的系统性布局,并于今年发布了《上海市脑机接口未来产业培育行动方案(2025-2030)》。临港集团深度参与其中,不仅打造了“司南脑机智能超级孵化器”,还建设了脑机接口概念验证平台。2024年12月,上海市脑机接口临床试验与转化重点实验室正式获批成立。


而“万通道级神经电极”这一关键词,更将我们引向了中国脑机接口研究的最前沿。2025年,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合复旦大学附属华山医院,完成了中国首例侵入式脑机接口的前瞻性临床试验。这标志着中国成为继美国之后,全球第二个进入侵入式脑机接口临床试验阶段的国家。


在多数人的认知中,光刻机是用来制造芯片的。但实际上,光刻技术的应用远不止于此——它是整个微纳制造领域的基石工艺。神经电极的制造,正是光刻技术的重要应用场景之一。


侵入式脑机接口的核心组件是植入大脑皮层的神经电极阵列。这些电极需要直接与神经元接触,采集毫秒级、单神经元水平的电信号。为了实现这一目标,电极必须做到极致的细小——中科院脑智卓越中心研制的超柔性电极,截面积仅为马斯克Neuralink公司产品的五分之一到七分之一,相当于头发丝直径的百分之一。


制造如此精细的结构,离不开半导体级别的微纳加工工艺。神经电极的制造流程通常包括:在柔性基底(如聚酰亚胺)上涂覆光刻胶,通过光刻形成图案,然后进行金属薄膜沉积和刻蚀,形成导电电极阵列,最后进行封装和后处理。这一过程需要反复进行多次光刻-沉积-刻蚀循环,每一步都对光刻设备的分辨率和套刻精度提出严格要求。


更重要的是,高通道数意味着更高的电极密度。要在有限的面积内容纳上千个独立电极,每个电极的特征尺寸必须控制在亚微米甚至百纳米级别。这正是110nm分辨率光刻机的用武之地——它能够在不追求最尖端制程的前提下,稳定、可靠地实现高密度微结构的批量制造。


中科院脑智卓越中心的临床试验数据印证了这一技术路线的可行性:他们的1024通道柔性电极已实现超过300天的稳定植入,空间采样密度达到1024通道/立方毫米。这意味着在一粒芝麻大小的空间内,可以同时监测上千个神经元的活动。而要制造如此密集的电极阵列,高精度光刻机是不可或缺的关键设备。


一台光刻机折射的战略布局:够用与极致


回顾这则采购公告,我们可以看到多条战略线索的交汇。


其一,这是国产光刻机向高价值垂直应用渗透的信号。长期以来,上海微电子的设备主要服务于成熟制程芯片制造和先进封装领域。此次中标科技部的科研项目,表明其技术能力已获得国家级科研机构的认可,有望在生物医疗、脑科学等前沿领域打开新的市场空间。


其二,这是中国脑机接口产业链自主可控的重要一环。脑机接口被视为新质生产力的重要引擎,但其核心器件的制造高度依赖进口设备。此次采购国产光刻机,意味着从设备端开始构建自主可控的产业链条。


其三,这是学科交叉催生新应用场景的典型案例。光刻技术诞生于半导体工业,但其应用边界正在不断扩展。神经电极制造对光刻机提出了与芯片制造不同的需求——不追求极端的分辨率,但要求高稳定性、高良率和对特殊材料的兼容性。这为国产设备提供了差异化竞争的机会。


在光刻机领域,人们往往只关注那些追逐摩尔定律极限的明星产品——ASML的EUV光刻机动辄数十亿元,可以制造全球最先进的芯片。但技术世界的精彩之处在于,并非所有应用都需要站在金字塔尖。


1.1亿元、110nm分辨率、15nm套刻精度——这些参数或许不够惊艳,但对于神经电极制造而言,它们代表着“恰到好处”的技术能力。在这个细分战场上,上海微电子不需要与ASML正面交锋,而是找到了属于自己的价值定位。

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