随着高端制造、半导体检测、生物医疗、AR/VR等前沿领域对光学系统性能要求的持续攀升,传统光学元件的加工极限正被不断突破。微纳加工技术凭借其亚微米乃至纳米级的图形转移与结构制备能力,已成为光学元件高端化、功能集成化的核心抓手。当前,超精密光学产业正经历三大关键跃迁:加工精度从μm级向nm级跨越、国产超精密设备加速替代进口、光学元件向微型化与集成化深度演进。
将于9月9-11日在深圳国际会展中心举办的CIOE精密光学展&摄像头技术及应用展,正是汇聚超精密加工领域创新力量、打通技术堵点、洞察产业升级方向的关键平台。
精度跃迁:从μm级到nm级的加工能力突破
超精密光学加工的核心目标,是实现光学元件面形精度与表面粗糙度的数量级突破。长期以来,传统研磨抛光技术受限于工具磨损与去除不确定性,加工精度始终停留在微米级,难以满足前沿领域的高端需求。随着确定性加工技术的突破性发展,这一局面得到根本性改变:离子束修形可实现原子量级去除,面形收敛精度优于λ/50;磁流变抛光技术让表面粗糙度达到0.5nm RMS以下;单点金刚石车削配合纳米级气浮主轴,可在有色金属和红外晶体上直接加工出纳米级光洁表面。与此同时,光学玻璃与晶体材料的配方及熔炼工艺持续优化,为高精度加工提供了更优质的基底支撑。不过,大口径非球面、自由曲面的全频段误差控制,以及硬脆材料的亚表面损伤抑制,仍是当前产业亟待突破的关键难题。
产业链在上述方向取得了一系列突破:在确定性加工装备领域,美国Precitech的超精密单点金刚石车床可实现亚微米级形状公差与纳米级表面粗糙度,去年其全球客户解决方案中心启用,为复杂光学曲面加工提供系统化平台。在光学材料领域,康宁推出2.0高折射率玻璃,可帮助AR/MR可穿戴设备实现更宽广的视场角,晶圆直径涵盖150毫米、200毫米和300毫米。国内方面,长沙埃福思科技(ÅFiSy)深耕超高精度离子束抛光装备,先后推出多款新型离子束抛光机,最大加工零件尺寸从300mm到2m不等。设备采用非接触式原子级去除原理,加工精度达埃米(0.1nm )级。加工面形精度优于 λ/50 PV、λ/1000 RMS(λ=632.8nm)。可加工平面、球面、非球面、离轴面及自由曲面,适配微晶玻璃、ULE、融石英、蓝宝石、单晶硅等多种材料。埃福思成功打破国外在超高精度离子束抛光领域的长期垄断,为航空航天、高功率激光、半导体光刻等尖端领域提供核心国产装备支撑。
设备自主:国产超精密加工装备加速替代进口
超精密加工装备是光学元件制造能力的基石。长期以来,高端单点金刚石车床、磁流变抛光机、离子束修形设备以及超精密磨床等核心装备高度依赖进口。近年来,国内装备企业在主轴回转精度、静压导轨技术、在位测量与补偿、环境热稳定性等关键领域持续突破。五轴联动机床的定位精度从±5μm提升至±2μm甚至更高;国产飞秒激光加工站实现了硬脆材料的无热损伤微加工;数控研磨抛光设备开始集成机器人自适应抛光与工艺数据库。与此同时,超硬材料工具的自主化,为硬脆材料高效低损伤加工提供了新路径。
在超精密磨削装备领域,江苏优普纳深耕核心技术自研,集成油静压轴系、气浮主轴与纳米级智能数控系统,打造高端光学非球面复合磨床。产品聚焦光学、光通信以及半导体领域超精密模具加工场景,关键加工精度优异,工件面形 PV 值≤0.15μm,表面粗糙度 Ra<5nm,技术水准跻身国际前沿行列。
海普超精(北京海普瑞森)专注超精密高端装备制造,攻克静压技术关键难题,实现静压主轴、转台、导轨等核心部件自主生产。搭载自研数控系统与加工软件,形成装备研发、整机制造、工艺服务完整闭环。海普超精聚焦航空航天、精密光学、半导体等高端领域,深耕高端精密机床及成套装备研发生产,坚持自主创新,以全链条制造优势,打造国产超精密装备标杆,助力国家高端制造发展。
哈尔滨市博众泰达光学精密有限公司,依托哈工大专业科研团队,深耕超精密加工领域。依托国家级科研项目成果,专注高端精密装备研发、生产与技术服务,拥有纳米级核心技术,核心产品覆盖超精密金刚石单点车床、辊筒模具加工机床、自由曲面测量机、立磨UPG650等,技术指标达纳米级精度,可实现关键装备进口替代,广泛应用于光学、半导体、航空航天等领域。
华粹智能装备有限公司专注纳米级超精密车削 / 磨削装备,自研液体静压导轨 + 空气静压主轴 + 高精度运动控制系统,主打 UPC 系列超精密单点金刚石车床与五轴超精密加工中心。可对铜、铝、单晶锗、硒化锌、树脂等材料实现平面、球面、非球面、离轴曲面及自由曲面的光学级加工,面形精度达纳米级、粗糙度可达亚纳米级,可加工微透镜阵列、菲涅尔透镜等微结构元件,广泛服务于光学、半导体、航天与红外成像领域。
四川神工科技(科研院所成果转化平台)深耕超精密光学加工装备三十载,自研超精密单点金刚石车床、磁流变抛光机床、高精度数控磨床三大核心系列,搭配自主超精密运动与控制系统。其磁流变抛光设备专用于高陡度曲面光学元件,面形 RMS≤2 nm、Ra≤0.3 nm;高精度磨床可稳定实现圆度优于 0.5 μm,对标国际禁运级装备水平。产品覆盖大口径光学元件、半导体晶圆、红外光学零部件,是国产超精密装备核心供应商,连续多年亮相中国光博会。
微型化与集成化:晶圆级微纳加工,驱动元件形态变革
消费电子、AR/VR、光通信等领域对微型化、阵列化、集成化的迫切需求,让晶圆级微纳加工技术应运而生:通过纳米压印光刻、灰度光刻、反应离子刻蚀等半导体工艺,在整片玻璃或硅晶圆上批量复制微透镜阵列、衍射光学元件、超构表面等微纳结构,单片晶圆可产出数千乃至数万个微型光学元件,大幅降低单件成本。此外,玻璃晶圆异形成型、晶圆级镀膜与切割一体化工艺的成熟,使得光学元件能够与传感器、光源等实现高精度混合集成。然而,大面积纳米压印的模板寿命与均匀性、晶圆级模压的温度与应力控制、多材料复合晶圆的键合可靠性等仍是产业难点。
产业界已在相关领域取得多项技术突破,为微型化与集成化发展注入强劲动力:在AR光学材料领域,德国肖特AR全系列光学解决方案,其几何反射式波导已实现全球首批量产,制程良率超90%;在纳米压印装备领域,天仁微纳推出310mm方片全自动纳米压印生产线,其纳米压印光刻系统可实现优于10nm精度、优于10:1高深宽比的纳米结构复制量产,特别适用于AR光波导衍射光栅、微透镜阵列等微纳结构的规模化生产。
超精密加工全链聚合高地,关键资源一站获取
即将于9月9-11日在深圳国际会展中心举办的CIOE精密光学展&摄像头技术及应用展,作为光学产业链极具影响力的专业展会,汇聚了超精密光学与微纳加工领域的全链条核心力量——覆盖从超精密加工设备、微纳压印设备、光学模具,到光学微透镜阵列、衍射光学元件、自由曲面光学元件、光学精密结构件等完整环节。
展会聚焦超精密光学三大跃迁方向。精密光学展加工馆将展出超精密单点金刚石车床、磁流变抛光设备、离子束修形系统、纳米压印光刻机、飞秒激光加工站、高精度磨抛机等核心装备;在光学元件领域,晶圆级微透镜阵列、自由曲面棱镜、超构表面、二元光学元件等创新产品将悉数亮相。
核心器件与配套工艺是超精密光学技术跃迁的“引擎”。展会重点涵盖高刚度超精密空气主轴、直线电机、纳米级光栅尺、高速高精度伺服控制系统等核心部件。同时,AI+光学检测方案通过深度学习算法自动识别表面缺陷、实时补偿加工路径,推动超精密加工向智能化演进。
部分参展企业包括中光学集团、新华光、北方光电、成都光明、海创光学、海泰新光、格奥光电、百盛光电、波长光电、国光光学、豪雅光电、肖特、小原光学、菲利华、福晶科技、长飞石英、戈碧迦、日本尼康、太洋科技、微米光学、晨征光电、凯鑫光电、高施光电、宇川光学、巨程智造光电、首量科技、光研科技、高特光电、瑞森光学、至臻精密光学、赫瑞特、星海光电、芝浦机械、施耐德电气、大昌洋行、善能精密、大敏尚东、朗信光学、锡斌光电、恒泰光学等都将带来新技术、新产品。
*仅为部分企业,排名不分先后
同期会议:微纳光学与精密加工的突破与协同
展会同期举办“2026全球精密光学智能制造论坛” 融合光学产业链,探索光学新型技术及应用。其中“超精微/纳米光学制造技术论坛” 聚焦自由曲面与超构表面,探讨超透镜设计制造、大口径及动态可调谐技术、纳米级加工设备与智能补偿算法、跨尺度检测方案,共破规模化制造瓶颈,描绘微/纳米光学从设计到量产的蓝图;“纳米压印制造技术论坛”围绕纳米压印的高分辨、低成本、三维成型优势,聚焦模板技术、新型压印材料与工艺、大面积缺陷控制等议题,破解高精度模板制造与使用寿命瓶颈,拓展纳米压印在存储芯片、AR/VR光波导、先进封装等领域的应用边界;“2026精密光学注塑、模压非球面加工技术会议”关注光学注塑与模压非球面技术的高效量产优势,邀请产业链企业发布最新技术与产品,探讨行业热点,促进产业对接与合作。
三展联动,一证通览,赋能全产业链融合
超精密光学与微纳加工正处在技术突破与产业协同的关键节点,每一步跨越都离不开产业链的深度协同。CIOE精密光学展&摄像头技术及应用展汇聚光学元件及材料、镜头及模组、镀膜、机器视觉、AR&VR、光学测量等光学全产业链板块,搭建起完善的光学产业生态圈,助力企业实现资源对接、优势互补。
本届展会还与IICIE 国际集成电路创新博览会、elexcon 深圳电子展同期同地盛大举办,观众持一证即可高效便捷参观三展,一站式了解从核心零部件到光学加工设备、半导体设备的最新技术与发展趋势,深度赋能光电、半导体与电子全产业链融合互通,推动超精密光学技术与下游应用领域深度绑定,加速产业规模化发展。
CIOE精密光学展&摄像头技术及应用展不仅是观察超精密光学与微纳加工技术演进的前沿窗口,更是连接产业上下游、推动技术转化、实现全链协同的关键枢纽。9月9-11日,深圳国际会展中心,期待与您共赴高精度光学制造的新时代之约。