一、案例速览：高NA EUV 的“超高速·超精度”晶圆台

2025年，ASML开始向客户场内交付High-NA EUV 量产机 EXE:5200B。该机型相对上一代在产能上提升约60%，吞吐可达 ~175 片/小时（wph），以支撑 sub-2nm 时代的生产需求。更早些时候，SK hynix 与 ASML已在韩国工厂完成**首台“商用”High-NA（NXE:5200B）**的现场组装，作为先进DRAM工艺的开发载体。
Bits&Chips
+1

为什么它是运动控制的“天花板”级案例？
因为晶圆台要在极短时间内完成纳米级定位与高速扫描：平台通常采用空气轴承+平面/直线电机的无接触结构，配合干涉仪/加速度计融合测量与多输入多输出（MIMO）高速控制，在超高带宽上抑制结构柔性共振与外界扰动。ASML 官方讲解也多次强调，高NA带来的分辨率提升要求更高的位姿控制精度与速度。
youtube.com
+1

二、核心原理拆解（工程视角）
1）执行与支承：空气轴承 + 平面/直线电机

空气轴承：无接触、低摩擦、低颗粒；承载与导向分离，极利于超低速度纹波与高频响应。

平面/直线电机：大推力密度与宽带宽，便于多自由度力矩分配（例如X-Y-Z/俯仰/滚转的耦合控制）。
学界与专利文献中，对磁悬浮/洛伦兹力平面电机和六自由度细分平台的描述很典型，强调了磁路设计与6-DOF控制的耦合难点。
patents.google.com

2）测量与观测：干涉仪 + MEMS 加速度计（传感器融合）

干涉仪提供纳米级绝对位移，但对结构模态与视场会发生“测点变化效应”；

加速度计贴在运动体上，可观测高频模态并扩展闭环带宽；二者融合能显著提升高频抑制能力。
research.tue.nl

3）控制策略：MIMO 解耦 + 前馈/观测 + 模态抑制

解耦控制：将X/Y/θ等自由度耦合动力学在控制器内“近似对角化”；

前馈：基于轨迹的速度/加速度/跃度（S-curve、五次多项式等）前馈，降低跟随误差；

模态/共振抑制：Notch与DOB（扰动观测器）抑制结构柔性；对位置依赖动态（例如平面电机磁格/梁模态随位置变化）采用增益调度/LPV/MPC等策略。近年的博士论文对**“位置依赖动态”**的精密控制有系统研究。
research.tue.nl

三、从“极致运动”到“量产工厂”：新技术外溢
1）高速输送与柔性装配：直线电机输送系统

高端工艺之外，工厂侧的高速可重构输送同样受益于上述技术栈。博世力士乐的 ctrlX FLOW HS 宣称速度可达 5 m/s、加速度最高 10G，并能通过模块化轨道实现分流/合流/绕行与与机器人、数控、运动软件的精确同步——这正是将“高带宽运动+分布式控制”落到产线节拍优化的方式。
Bosch Rexroth Apps
+2
Bosch Rexroth Apps
+2

2）驱动与控制平台演进

西门子等厂商在2025年前后更新了面向基础与中高端场景的运动控制组合（如SINAMICS伺服+S7-1200 G2），并持续发布“更易上手的高效运动控制”方案与驱动功能应用包，目的就是把前沿算法/工具链沉淀到通用机型。
Metal Forming Magazine
+2
Siemens Blog
+2

四、可复用的工程“方法论”

1）轨迹发生：尽量使用S-curve/七段速度或五/七次多项式，控制 jerk，降低结构激振。
2）双环/多环结构：电流环（kHz级）→速度环（几百Hz）→位置环（>1 kHz 目标）＋前馈通道。
3）观测器与滤波：DOB/卡尔曼/带通/Notch 组合，抑制力脉动与共振。
4）传感融合：干涉仪（绝对、高精）+加速度计（高频、贴体），必要时叠加编码器细分或激光尺。
research.tue.nl

5）位置依赖补偿：对“随位置变化”的刚度/模态/场纹，引入增益调度/LPV 或 MPC。
research.tue.nl

6）系统工程：机械侧做轻量化与刚度布置、电磁侧做力常数/齿槽补偿、电气侧做接地/屏蔽/布线，软硬件一体协同。

五、“落地清单”（可直接用于项目）

产线节拍/柔性化：引入直线电机输送或“独立转运子”方案（如 ctrlX FLOW HS），可重构工艺站位，减少机械换型时间；评估5 m/s、10G场景下的安全与供能规划。
Bosch Rexroth Apps

高精装校：在高端点胶/曝光/检测工位，增加加速度计+干涉仪融合的选件，提升高频段闭环增益，改善轨迹边角误差与插补抖动。
research.tue.nl

控制算法包：推广前馈+DOB+Notch的“标准模板”，并预留LPV/MPC接口，以适配“位置依赖动态”的设备（龙门/平面电机/薄板结构）。
research.tue.nl

平台选型：对需要“简单、快上手”的项目，关注2025版基础运动组合（如 S7-1200 G2 + 新一代伺服），用官方应用包快速落地；对中高端同步/多轴插补项目，采用带实时总线+分布式时钟的平台。
Metal Forming Magazine


参考与延伸阅读

**ASML High-NA EUV 量产机出货（EXE:5200B，~175 wph）**与产业里程碑报道。
Bits&Chips

SK hynix × ASML：全球首台商用 High-NA 在韩国现场组装完成，用于下一代DRAM工艺开发。
Tom's Hardware

ASML 官方讲解视频：高NA晶圆台的速度与精度要求。
youtube.com

传感器融合研究：干涉仪 + 加速度计提升高频带宽的学术实例。
research.tue.nl

位置依赖动态的精密控制（平面电机）：博士论文（2024）。
research.tue.nl

直线电机高速输送系统（ctrlX FLOW HS：5 m/s、10G，加工/装配/物流）。
Bosch Rexroth Apps

基础/通用运动组合的更新（Siemens 2025 组合与应用页）。
Metal Forming Magazine

推荐阅读：

项目实战｜Voortman V623 钢结构“钻-铣-锯一体机”用 ctrlX DRIVE + 笛卡尔运动系统实现高自治产线

锂电极片「涂布—分切—叠片」产线的运动控制重构：从毫秒到微秒的升级

案例速览：高NA EUV 的“超高速·超精度”晶圆台

实际工程案例｜基于西门子 S7-1200 的双轴同步张力控制系统设计与调试

案例分享｜基于伺服系统的多轴同步运动控制方案解析

运动控制 | 传感融合与深度学习在运动控制中的最新应用