人工智能赋能光刻胶研发，引领材料设计范式革新

作为芯片制造的关键材料，光刻胶的质量深刻影响着集成电路的性能与生产良率。这一长期被日美企业主导的领域，正遭遇传统“试错法”研发效率低、周期长的困境。在上海市经信委科学智能“百团百项”专项的助力下，上海大学张建华、李浩源团队运用人工智能技术，构建了以“数据库—模型池”为核心的先进光刻胶智能设计平台，完成了从需求分析、分子设计到配方性能预测的全链条智能化，驱动研发模式从“经验试错”向“理性设计”跃迁。此项革新有望显著提升研发效率、削减成本，并通过产学研协同，加速实现高端光刻胶的自主可控，为国产化突破开辟新道路。

光刻胶：微小材料驱动宏大产业

若将芯片比作一座精密的微缩城市，那么光刻胶便是描绘这座城市“建设蓝图”的魔法颜料。这种看似平常的感光材料，实则是半导体微纳加工的核心，被誉为半导体材料“皇冠上的明珠”——其品质直接关乎集成电路的性能与良率，是延续摩尔定律的关键推手。

光刻胶的重要性体现在何处？不妨作个比喻：当我们使用手机观看视频或用电脑处理工作时，这些电子设备的“大脑”——芯片内部，密布着数十亿个纳米尺度的晶体管。这些晶体管是如何被精准地“刻画”在硅片上的？答案就在于光刻胶。它如同一层纤薄的“感光底片”，在紫外光或极紫外光的照射下发生化学反应，将掩模版上的电路图案毫厘不差地“转印”到晶圆表面，精度要求达到纳米级，堪比在一根发丝上蚀刻出数千条平行线。

当前，全球光刻胶领域正处在技术快速迭代、市场竞争白热化且国产化需求空前强烈的关键阶段。据中国电子材料行业协会（CEMIA）统计与测算，2024年全球三大应用领域的光刻胶总市场规模（不含OLED用PSPI）已达64.28亿美元，同比增长10.18%。然而，全球光刻胶市场长期被东京应化（TOK）、杜邦、JSR、住友化学、信越化学等少数日美巨头高度掌控，它们合计占据了全球半导体光刻胶市场近九成的份额。

制造壁垒：如同“千变万化的配方魔术”

光刻胶的配方复杂度可与中药方剂相提并论，且极难逆向破解。一款成熟的光刻胶产品，需要对成百上千种组分进行精确配比与调控，其中任何微小的变动都可能导致性能滑坡。更为棘手的是，这些配方必须与下游晶圆厂的光刻设备及生产条件深度适配，呈现出“专品专用、难以替代”的特点。

AI破局：为光刻胶研发配备“智慧中枢”

面对上述挑战，传统的“试错式”研发模式已显力不从心——依赖人工经验调配配方，效率低下、成本高昂、周期漫长，难以满足先进制造日益增长的需求。如何破局？一个重要的答案便是：让人工智能成为光刻胶研发的“最强伙伴”。

上海大学张建华教授与李浩源教授长期深耕光刻胶领域，在上海市“百团百项”专项的支持下，带领团队构建了以“数据库—模型池”为核心的先进半导体光刻胶智能系统。这套体系如同光刻胶材料设计的“机器智脑”，有力推动了从“经验试错”到“理性设计”的范式转换。

光刻胶智能系统架构

该智能系统能够提供从用户需求解析、专业知识问答、分子结构生成、分子性质预测到配方性能预测的全流程服务。研发人员以自然语言提出需求，系统便会自动调用相关模型进行分析，输出候选分子结构、推荐配方及预测性能，有助于打破光刻胶设计领域的知识壁垒。

光刻胶智能系统的用户交互界面

未来展望：构建产业服务体系

此光刻胶智能系统有望为行业提供技术可控、可规模化推广的解决方案，从而提升光刻胶研发效率，降低研发成本。

未来，本项目将进一步深化产学研协同创新，持续完善平台功能，拓展其在高端光刻胶及相关先进材料领域的应用场景。通过技术研发、平台建设、人才培养与产业应用的深度融合，本项目将助力推动光刻胶关键技术的自主可控与产业健康发展。

当人工智能的智慧与材料科学相遇，国产光刻胶的突破之路，正从这些“智能设计”的创新中，一步步变为现实。