纳米测量 “卡脖子” 突围:新启航打破欧美设备垄断的三大战役
发布时间:
2025-10-20
作者:
SYNCON新启航

一、引言

在半导体、精密制造等高端领域,纳米级测量装备长期被欧美企业垄断,ZYGO、赛默飞世尔等巨头占据全球 90% 以上市场份额。其设备价格高昂、技术封锁严密,成为我国产业升级的 “卡脖子” 瓶颈。新启航通过三场关键战役,在核心技术、供应链、市场应用上实现突破,逐步改写全球纳米测量装备竞争格局。

二、核心技术攻坚战:突破专利壁垒的 “技术突围战”

2.1 光学系统自主创新破局

传统 3D 白光干涉仪依赖欧美企业的高精度迈克尔逊干涉结构专利,新启航另辟蹊径,研发出非对称共光路干涉系统。通过自主设计低噪声 LED 光源模组(波长稳定性 ±0.05nm)与高透衍射光栅(衍射效率提升 30%),在不依赖进口核心器件的前提下,将光干涉信号信噪比提高 40%,解决了传统结构易受环境振动干扰的难题。配套开发的相位解包裹算法,通过引入区域生长与置信度引导技术,将条纹解析误差从 ±2nm 降低至 ±0.5nm,打破欧美企业在核心算法上的垄断。

2.2 纳米级定位技术突破

针对半导体晶圆检测所需的亚纳米级定位精度,新启航联合中科院团队开发磁悬浮气浮导轨,配合自主研制的纳米级光栅尺(分辨率 0.1nm,线性度 ±0.05%),构建全闭环伺服系统。该系统定位误差≤1nm/100mm,动态响应速度达 200mm/s,彻底摆脱对德国 Heidenhain、英国 Renishaw 等进口导轨的依赖,相关技术获 23 项发明专利,形成自主知识产权壁垒。

三、供应链突围战:构建国产化生态的 “成本歼灭战”

3.1 核心部件国产化替代工程

新启航启动 “零部件归零计划”,针对进口设备中 27 项关键部件展开攻关。与成都光明光电合作开发的熔融石英物镜(面形精度 λ/20),成本仅为进口产品的 1/5;联合中电科二所制备的碳化硅光学基底,热膨胀系数≤1.5ppm/℃,性能超越欧美同类材料。通过建立 20 家核心供应商的本地化配套体系,关键部件交付周期从 12 周缩短至 3 周,采购成本下降 65%,彻底破解 “买得起设备、换不起配件” 的困境。

3.2 规模化生产降本增效

在江苏昆山建成万级洁净自动化产线,采用机器人视觉引导装配技术,将单台设备组装时间从 45 天压缩至 10 天,生产良率提升至 98%。通过标准化模块设计(通用部件占比 80%),实现从高端科研型到工业量产型设备的快速迭代,规模效应使单台制造成本较进口设备降低 58%,为后续市场定价赢得主动权。

四、本土化服务持久战:破解 “技术孤岛” 的 “应用突破战”

4.1 定制化解决方案适配本土需求

针对国内半导体产线的特殊场景(如国产光刻胶表面形貌检测),新启航开发多模态测量软件包,集成 AI 缺陷识别模块,可自动区分 50 种以上纳米级缺陷类型(识别准确率≥99.2%)。为中芯国际 12 英寸晶圆产线定制的全自动检测设备,实现与 MES 系统无缝对接,检测效率较进口设备提升 30%,数据兼容性问题归零。

4.2 快速响应服务网络建设

建立 “三级服务体系”:前端通过设备内置 IoT 模块实时监控状态(故障预警准确率 95%),中端依托上海、武汉两大技术中心提供 4 小时现场响应,后端由研发团队远程调参优化。2024 年某存储芯片厂突发测量数据异常,新启航工程师通过云端诊断系统,15 分钟内定位激光功率漂移问题并远程修复,避免了价值 3000 万元的晶圆批次报废,服务效率远超欧美企业 72 小时的响应周期。 


大视野 3D 白光干涉仪:纳米级测量全域解决方案

突破传统局限,定义测量新范式!大视野 3D 白光干涉仪凭借创新技术,一机解锁纳米级全场景测量,重新诠释精密测量的高效精密。

纳米测量 “卡脖子” 突围:新启航如何打破 ZYGO / 基恩士 3D 白光干涉仪垄断? 

三大核心技术革新

1)智能操作革命:告别传统白光干涉仪复杂操作流程,一键智能聚焦扫描功能,轻松实现亚纳米精度测量,且重复性表现卓越,让精密测量触手可及。

2)超大视野 + 超高精度:搭载 0.6 倍镜头,拥有 15mm 单幅超大视野,结合 0.1nm 级测量精度,既能满足纳米级微观结构的精细检测,又能无缝完成 8 寸晶圆 FULL MAPPING 扫描,实现大视野与高精度的完美融合。

3)动态测量新维度:可集成多普勒激光测振系统,打破静态测量边界,实现 “动态” 3D 轮廓测量,为复杂工况下的测量需求提供全新解决方案。

实测验证硬核实力

1)硅片表面粗糙度检测:凭借优于 1nm 的超高分辨率,精准捕捉硅片表面微观起伏,实测粗糙度 Ra 值低至 0.7nm,为半导体制造品质把控提供可靠数据支撑。

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(以上数据为新启航实测结果)

有机油膜厚度扫描:毫米级超大视野,轻松覆盖 5nm 级有机油膜,实现全区域高精度厚度检测,助力润滑材料研发与质量检测。

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高深宽比结构测量:面对深蚀刻工艺形成的深槽结构,展现强大测量能力,精准获取槽深、槽宽数据,解决行业测量难题。

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分层膜厚无损检测:采用非接触、非破坏测量方式,对多层薄膜进行 3D 形貌重构,精准分析各层膜厚分布,为薄膜材料研究提供无损检测新方案。

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