上海AI实验室联手攻克KrF光刻胶制备难题

光刻胶是芯片制造的关键，质量决定性能与良率。但高端KrF光刻胶树脂技术被少数企业垄断，导致供应链脆弱、成本高昂，且难以满足快速定制需求。

依托2030国家专项，上海AI实验室联合多方利用“书生”大模型，建立了“AI决策+自动化合成”体系，成功创制高纯度、高一致性KrF树脂。此举打破了少数供应商的技术垄断，开辟了标准化、快速迭代的新路径。

平台已支撑多批次自动化合成与验证，批次一致性大幅提升。厦门恒坤公司基于自身配方经验完成树脂适配，关键指标达标，即将进入客户端验证。

光刻胶作为芯片制造的核心关键材料，其性能直接决定芯片制程精度与产品良率，而KrF光刻胶树脂则是决定光刻胶整体性能的基础。

长期以来，高端树脂开发受制于“经验试错”，科研人员需在成千上万种单体组合中筛选，周期长且易受人为误差影响。微量杂质或分子量波动都会导致性能失效，如何实现高纯度、高一致性且高效率的材料创制，成为产业突破的关键。

针对挑战，联合团队研发了智能化合成平台，构建了“决策-互联-执行-迭代”的研发体系。

该体系颠覆了人工操作模式，采用模块化并行架构和多工作站协同。通过全流程自动化，从源头杜绝氧气、水汽及金属污染，将成品树脂金属杂质含量稳定控制在10ppb以下，PDI指标控制在1.3以下。

核心“数字大脑”融合了“书生”科学大模型与优化算法，替代了传统随机搜索。它负责生成实验方案、优化参数并预测结果，利用科学推理挖掘高潜力区域，通过贝叶斯优化减少无效试错。

团队基于科学智能上下文协议（SCP）搭建了数字化桥梁，通过分层架构将实验工作站抽象为AI工具集。AI可远程下达方案、监控状态，实现了实验资源云端化与逻辑落地的协同。

模型调用SCP提供的光刻胶相关服务

平台实现了“干实验（AI决策）-湿实验（物理合成）”的闭环迭代。AI生成方案，平台合成表征，数据回传驱动算法优化下一轮，实现了研发体系自我进化，完成了从“经验主导”到“数据驱动”的转型。

光刻胶树脂自动化制备

依托该体系，团队在配方优化、工艺调控及纯度管控上取得突破，各项指标达标，为产业化应用积累了经验。

平台以PDI、Tg等指标为目标，优化单体种类、配比及工艺参数。通过筛选链转移剂精准调控聚合速率，引入含苯基和羟基的功能单体，成功实现Tg大于130℃的目标，满足高温光刻需求。

通过全流程自动化控制，分子量和PDI的批次稳定性达到±10%。选用高纯原料与溶剂，结合自动化无接触制备与多次相转移纯化，将金属杂质控制在10ppb以下。

光刻胶树脂GPC测试图，分子量和PDI的批次稳定性达到±10%且PDI＜1.3

厦门恒坤公司结合经验完成树脂适配，产品关键指标达标，尤其在邻近效应控制方面优势显著，将推进客户端验证。

本研究受到2030新一代人工智能国家科技重大专项《面向重大需求场景的科研智能》的资助。