Дзе чакаецца наступны бум у галіне дакладнай лазернай апрацоўкі?

Не так даўно кампанія Apple Inc. афіцыйна абвясціў аб выхадзе новага пакалення iPhone 14, захаваўшы звычку аднаго абнаўлення ў год. Многія карыстальнікі шакаваныя тым, што «iPhone дайшоў да 14-га пакалення». І хутка кампанія атрымала больш за мільён онлайн-браніраванняў на кітайскім рынку. iPhone усё яшчэ папулярны сярод моладзі.

Смартфоны выклікалі першы віток попыту на дакладную лазерную апрацоўку

Больш за дзесяць гадоў таму, калі смартфоны толькі з'явіліся, прамысловая тэхналогія лазернай апрацоўкі была яшчэ на нізкім узроўні. Валакновы лазер і звышхуткі лазер былі навінкай і пустой рэччу на кітайскім рынку, не кажучы ўжо пра дакладную лазерную апрацоўку. З 2011 года ў Кітаі паступова ўжываецца нізкадакладная лазерная маркіроўка. У той час абмяркоўваліся маламагутныя цвёрдацельныя імпульсныя зялёны лазер і ультрафіялетавы лазер. І цяпер звышхуткі лазер паступова выкарыстоўваецца ў камерцыйных мэтах, і абмяркоўваецца звышхуткая дакладная лазерная апрацоўка.

Масавае прымяненне дакладнай лазернай апрацоўкі ў значнай ступені абумоўлена развіццём смартфонаў. Вытворчасць слайдаў для камер, модуляў адбіткаў пальцаў, клавіш HOME, глухіх адтулін для камер і выразанне панэляў мабільных тэлефонаў няправільнай формы і г.д. — усё гэта атрымлівае выгаду ад тэхналагічнага прарыву звышхуткай лазернай дакладнай рэзкі. Асноўныя кітайскія вытворцы лазернай дакладнай апрацоўкі займаюцца бытавой электронікай. Гэта значыць, што апошні бум у галіне дакладнай лазернай апрацоўкі абумоўлены бытавой электронікай, асабліва смартфонамі і дысплейнымі панэлямі.

Лазерная рэзка панэляў

З 2021 года спажывецкія тавары, такія як смартфоны, носімныя бранзалеты і дысплейныя панэлі, дэманструюць тэндэнцыю да зніжэння, што прыводзіць да зніжэння попыту на абсталяванне для апрацоўкі бытавой электронікі і большага ціску на яго рост. Дык ці можа новы iPhone 14 ініцыяваць новы віток буму апрацоўкі дадзеных? Але, мяркуючы па цяперашняй тэндэнцыі, калі людзі менш гатовыя купляць новы тэлефон, амаль напэўна смартфоны не змогуць спрыяць новаму росту попыту на рынку. 5G і складаныя тэлефоны, папулярныя некалькі гадоў таму, могуць толькі часткова замяніць запасы. Дык дзе ж можа быць наступны віток росту попыту на дакладную лазерную апрацоўку?

Рост паўправадніковай і чып-прамысловасці Кітая

Кітай — гэта сапраўдная сусветная фабрыка. У 2020 годзе дабаўленая вартасць вытворчай прамысловасці Кітая складала 28,5% ад сусветнай долі. Гэта велізарная кітайская вытворчая прамысловасць, якая мае велізарны рынкавы патэнцыял для лазернай апрацоўкі і вытворчасці. Аднак вытворчая прамысловасць Кітая мае слабае тэхнічнае назапашванне на ранняй стадыі, і большасць з іх з'яўляюцца галінамі сярэдняга і нізкага класа. За апошняе дзесяцігоддзе назіраўся значны прагрэс у машынабудаванні, транспарце, энергетыцы, марской інжынерыі, аэракасмічнай галіне, вытворчым абсталяванні і г.д., у тым ліку распрацоўка лазераў і лазернага абсталявання, што значна скараціла разрыў з міжнародным перадавым узроўнем.

Згодна са статыстыкай Асацыяцыі паўправадніковай прамысловасці, мацерыковы Кітай з'яўляецца самым хуткім у свеце будаўніком заводаў: 31 буйны завод, які спецыялізуецца на развітых тэхналагічных працэсах, павінен быць завершаны да канца 2024 года; хуткасць значна перавышае 19 заводаў, запланаваных да ўводу ў эксплуатацыю на Тайвані (Кітай) за той жа перыяд, а таксама 12 заводаў, якія чакаюцца ў Злучаных Штатах.

Нядаўна Кітай абвясціў, што шанхайская прамысловасць інтэгральных схем перайшла на 14-нм тэхналогію вытворчасці мікрасхем і дасягнула пэўных маштабаў масавай вытворчасці. Што да некаторых чыпаў, вырабленых па тэхналогіі вышэй за 28 нм, якія выкарыстоўваюцца ў бытавой тэхніцы, аўтамабілях і сувязі, Кітай можа пахваліцца надзвычай развітым вытворчым працэсам і цалкам задаволіць агульны попыт на большасць чыпаў унутры краіны. З увядзеннем ЗША Згодна з Законам CHIPS, канкурэнцыя паміж Кітаем і ЗША ў галіне тэхналогій мікрасхем стала больш інтэнсіўнай, і можа ўзнікнуць лішак прапановы. 2021  назіралася значнае зніжэнне імпарту чыпсаў у Кітай.

Лазерная апрацоўка чыпа

Лазер, які выкарыстоўваецца ў апрацоўцы паўправадніковых чыпаў

Пласціны — гэта асноўныя матэрыялы для паўправадніковых вырабаў і чыпаў, якія пасля вырошчвання патрабуюць механічнай паліроўкі. На пазнейшым этапе вялікае значэнне мае нарэзка вафель, таксама вядомая як нарэзка вафель кубікамі. Ранняя тэхналогія кароткаімпульснай лазернай рэзкі пласцін DPSS была распрацавана і ўдасканалена ў Еўропе і Злучаных Штатах. Па меры павелічэння магутнасці звышхуткіх лазераў іх выкарыстанне паступова стане мэйнстрымам у будучыні, асабліва ў такіх працэдурах, як рэзка пласцін, мікрасвідраванне адтулін, закрытыя бэта-тэсты. Патэнцыял попыту на звышхуткаснае лазернае абсталяванне адносна вялікі.

Зараз у Кітаі існуюць вытворцы высокадакладнага лазернага абсталявання, якія могуць прапанаваць абсталяванне для павярхоўнай прарэзкі 12-цалевых пласцін па 28-нм тэхналагічнай тэхналогіі, а таксама абсталяванне для лазернай крыптарэзкі пласцін, якое выкарыстоўваецца для вытворчасці датчыкаў MEMS, мікрасхем памяці і іншых высокакласных мікрасхем. У 2020 годзе буйное лазернае прадпрыемства ў Шэньчжэне распрацавала абсталяванне для лазернага аддзялення пласцінак шкла і крэмнію, якое можна выкарыстоўваць для вытворчасці высакаякасных паўправадніковых чыпаў.

Лазерная рэзка чып-пласцін

У сярэдзіне 2022 года лазернае прадпрыемства ў горадзе Ухань прадставіла цалкам аўтаматычнае абсталяванне для лазернай рэзкі, якое паспяхова ўжылося для лазернай апрацоўкі паверхняў у галіне чыпаў. Прылада выкарыстоўвае высокадакладны фемтасекундны лазер і надзвычай нізкую энергію імпульсу для лазернай мадыфікацыі паверхні паўправадніковых матэрыялаў у мікронным дыяпазоне, тым самым значна паляпшаючы прадукцыйнасць паўправадніковых оптаэлектронных прылад. Абсталяванне падыходзіць для ўнутранай мадыфікацыі рэзкі дарагіх, вузкаканальных (≥20мкм) паўправадніковых злучэнняў SiC, GaAs, LiTaO3 і іншых пласцінных мікрасхем, такіх як крэмніевыя мікрасхемы, мікрасхемы датчыкаў MEMS, мікрасхемы CMOS і г.д. 

Кітай вырашае ключавыя тэхнічныя праблемы літаграфічных машын, што будзе стымуляваць попыт на эксімерныя лазеры і лазеры экстрэмальнага ультрафіялетавага выпраменьвання, звязаныя з выкарыстаннем літаграфічных машын, але ў Кітаі да гэтага часу мала даследаванняў у гэтай галіне.

Высокадакладныя лазерныя апрацоўчыя галоўкі для высокага класа і мікрасхем могуць стаць наступнай хваляй захаплення

З-за слабасці кітайскай прамысловасці паўправадніковых мікрасхем раней было мала даследаванняў і прымянення лазерных мікрасхем, якія спачатку выкарыстоўваліся ў зборцы тэрміналаў бытавой электронікі. У будучыні асноўны рынак дакладнай лазернай апрацоўкі ў Кітаі паступова перамясціцца з апрацоўкі агульных электронных дэталяў на вытворчасць матэрыялаў і ключавых кампанентаў, асабліва на падрыхтоўку паўправадніковых матэрыялаў, біямедыцынскіх і палімерных матэрыялаў.

Будзе распрацавана ўсё больш і больш працэсаў прымянення лазераў у прамысловасці паўправадніковых чыпаў. Для высокадакладных мікрасхемных вырабаў найбольш прыдатным метадам з'яўляецца бескантактавая аптычная апрацоўка. З улікам велізарнага попыту на чыпы, прамысловасць чыпаў, хутчэй за ўсё, будзе спрыяць наступнаму раўнду попыту на абсталяванне для дакладнай лазернай апрацоўкі.