প্রিসিশন লেজার প্রক্রিয়াকরণের পরবর্তী ধাপ কোথায়?

কিছুদিন আগে, অ্যাপল ইনকর্পোরেটেড। বছরে একটি আপডেটের অভ্যাস বজায় রেখে আনুষ্ঠানিকভাবে নতুন প্রজন্মের আইফোন ১৪ প্রকাশের ঘোষণা দিয়েছে। অনেক ব্যবহারকারী হতবাক যে "আইফোন ১৪তম প্রজন্মে উন্নীত হয়েছে"। এবং এটি দ্রুত চীনা বাজারে ১০ লক্ষেরও বেশি অনলাইন বুকিং জিতে নেয়। তরুণদের কাছে আইফোন এখনও জনপ্রিয়।

স্মার্টফোনগুলি নির্ভুল লেজার প্রক্রিয়াকরণের চাহিদার প্রথম দফা শুরু করেছে

এক দশকেরও বেশি সময় আগে, যখন স্মার্টফোনগুলি সবেমাত্র চালু হয়েছিল, তখনও শিল্প লেজার প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তি নিম্ন স্তরে ছিল। ফাইবার লেজার এবং অতি দ্রুত লেজার চীনা বাজারে নতুন জিনিস এবং ফাঁকা ছিল, নির্ভুল লেজার প্রক্রিয়াকরণ তো বটেই। ২০১১ সাল থেকে, চীনে ধীরে ধীরে নিম্ন-মানের নির্ভুল লেজার মার্কিং প্রয়োগ করা হচ্ছে। সেই সময়, ক্ষুদ্র-শক্তির সলিড পালস গ্রিন লেজার এবং অতিবেগুনী লেজার নিয়ে আলোচনা করা হয়েছিল। আর এখন, অতি দ্রুত লেজার ধীরে ধীরে বাণিজ্যিক উদ্দেশ্যে ব্যবহার করা হচ্ছে, এবং অতি দ্রুত নির্ভুল লেজার প্রক্রিয়াকরণের কথা বলা হচ্ছে।

স্পষ্টতা লেজার প্রক্রিয়াকরণের ব্যাপক প্রয়োগ মূলত স্মার্টফোনের উন্নয়নের দ্বারা পরিচালিত। ক্যামেরা স্লাইড, ফিঙ্গারপ্রিন্ট মডিউল, হোম কী, ক্যামেরা ব্লাইন্ড হোল এবং অনিয়মিত আকৃতির কাটিং অফ মোবাইল ফোন প্যানেল ইত্যাদির উৎপাদন, অতি দ্রুত লেজার নির্ভুলতা কাটার প্রযুক্তিগত অগ্রগতি থেকে উপকৃত হয়। প্রধান চীনা লেজার নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণ নির্মাতাদের নির্ভুলতা প্রক্রিয়াকরণ ব্যবসা ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স থেকে। অর্থাৎ, নির্ভুল লেজার প্রক্রিয়াকরণের শেষ ধাপটি ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স, বিশেষ করে স্মার্টফোন এবং ডিসপ্লে প্যানেল দ্বারা চালিত।

লেজার প্যানেল কাটিং

২০২১ সাল থেকে, স্মার্টফোন, পরিধেয় রিস্টব্যান্ড এবং ডিসপ্লে প্যানেলের মতো ভোক্তা পণ্যগুলির নিম্নমুখী প্রবণতা দেখা গেছে, যার ফলে ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের চাহিদা দুর্বল হয়ে পড়েছে এবং এর বৃদ্ধির উপর আরও চাপ তৈরি হয়েছে। তাহলে কি নতুন আইফোন১৪ কি প্রক্রিয়াকরণের এক নতুন রাউন্ড শুরু করতে পারে? কিন্তু বর্তমান প্রবণতা বিবেচনা করে যে লোকেরা নতুন ফোন কিনতে কম আগ্রহী, এটা প্রায় নিশ্চিত যে স্মার্টফোনগুলি বাজারের চাহিদার নতুন বৃদ্ধিতে অবদান রাখতে পারবে না। কয়েক বছর আগেও জনপ্রিয় ৫জি এবং ফোল্ডেবল ফোনগুলি কেবল আংশিক স্টক প্রতিস্থাপন আনতে পারে। তাহলে, নির্ভুল লেজার প্রক্রিয়াকরণের চাহিদা বৃদ্ধির পরবর্তী ধাপ কোথায় হতে পারে?

চীনের সেমিকন্ডাক্টর এবং চিপ শিল্পের উত্থান

চীন একটি সত্যিকারের বিশ্ব কারখানা। ২০২০ সালে, চীনের উৎপাদন শিল্পের অতিরিক্ত মূল্য বিশ্বের ২৮.৫% অংশ। এটি চীনের বিশাল উৎপাদন শিল্প যা লেজার প্রক্রিয়াকরণ এবং উৎপাদনের জন্য বিশাল বাজার সম্ভাবনা নিয়ে আসে। তবে, চীনের উৎপাদন শিল্পের প্রাথমিক পর্যায়ে প্রযুক্তিগত সঞ্চয় দুর্বল, এবং তাদের বেশিরভাগই মধ্যম এবং নিম্ন-স্তরের শিল্প। গত দশকে যন্ত্রপাতি, পরিবহন, জ্বালানি, সামুদ্রিক প্রকৌশল, মহাকাশ, উৎপাদন সরঞ্জাম ইত্যাদি ক্ষেত্রে ব্যাপক অগ্রগতি দেখা গেছে, যার মধ্যে রয়েছে লেজার এবং লেজার সরঞ্জামের উন্নয়ন, যা আন্তর্জাতিক উন্নত স্তরের সাথে ব্যবধানকে ব্যাপকভাবে সংকুচিত করেছে।

সেমিকন্ডাক্টর ইন্ডাস্ট্রি অ্যাসোসিয়েশনের পরিসংখ্যান অনুসারে, মূল ভূখণ্ড চীন বিশ্বের দ্রুততম ফ্যাব নির্মাতা, যেখানে ৩১টি বৃহৎ ফ্যাব ২০২৪ সালের শেষ নাগাদ পরিপক্ক প্রক্রিয়ার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে কাজ শেষ করবে বলে আশা করা হচ্ছে; একই সময়ের মধ্যে চীনের তাইওয়ানে চালু হওয়ার জন্য নির্ধারিত ১৯টি ফ্যাব এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে প্রত্যাশিত ১২টি ফ্যাবকে ছাড়িয়ে গেছে।

কিছুদিন আগে, চীন ঘোষণা করেছে যে সাংহাই ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট শিল্প 14nm চিপ প্রক্রিয়াটি ভেঙে একটি নির্দিষ্ট ভর-উৎপাদন স্কেল অর্জন করেছে। গৃহস্থালী যন্ত্রপাতি, অটোমোবাইল এবং যোগাযোগে ব্যবহৃত ২৮ ন্যানোমিটারের বেশি কিছু চিপের ক্ষেত্রে, চীন পরিপক্ক উৎপাদন প্রক্রিয়ার গর্ব করে এবং অভ্যন্তরীণভাবে বেশিরভাগ চিপের সামগ্রিক চাহিদা পুরোপুরি পূরণ করতে পারে। মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের প্রবর্তনের সাথে সাথে চিপস অ্যাক্ট অনুসারে, চীন এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের মধ্যে চিপ প্রযুক্তি প্রতিযোগিতা আরও তীব্র, এবং সরবরাহ উদ্বৃত্ত হতে পারে। 2021  চীনের চিপস আমদানিতে উল্লেখযোগ্য হ্রাস দেখা গেছে।

লেজার প্রক্রিয়াজাত চিপ

সেমিকন্ডাক্টর চিপস প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত লেজার

ওয়েফার হল সেমিকন্ডাক্টর পণ্য এবং চিপসের মৌলিক উপকরণ, যা বৃদ্ধির পরে যান্ত্রিকভাবে পালিশ করা প্রয়োজন। পরবর্তী পর্যায়ে, ওয়েফার কাটিং, যা ওয়েফার ডাইসিং নামেও পরিচিত, অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রাথমিক শর্ট-পালস ডিপিএসএস লেজার ওয়েফার কাটিং প্রযুক্তি ইউরোপ এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বিকশিত এবং পরিপক্ক হয়েছে। অতি দ্রুত লেজারের শক্তি বৃদ্ধির সাথে সাথে, ভবিষ্যতে এর ব্যবহার ধীরে ধীরে মূলধারায় পরিণত হবে, বিশেষ করে ওয়েফার কাটিং, মাইক্রো-ড্রিলিং হোল, ক্লোজড বিটা পরীক্ষার মতো পদ্ধতিতে। অতি দ্রুত লেজার সরঞ্জামের চাহিদার সম্ভাবনা তুলনামূলকভাবে বেশি।

এখন, চীনে এমন নির্ভুল লেজার সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক রয়েছে যারা ওয়েফার স্লটিং সরঞ্জাম সরবরাহ করতে পারে, যা 28nm প্রক্রিয়ার অধীনে 12-ইঞ্চি ওয়েফারের পৃষ্ঠ স্লটিংয়ে প্রয়োগ করা যেতে পারে, এবং MEMS সেন্সর চিপ, মেমরি চিপ এবং অন্যান্য উচ্চ-সম্পন্ন চিপ উৎপাদন ক্ষেত্রগুলিতে প্রয়োগ করা লেজার ওয়েফার ক্রিপ্টো কাটিং সরঞ্জাম সরবরাহ করতে পারে। ২০২০ সালে, শেনজেনের একটি বৃহৎ লেজার এন্টারপ্রাইজ কাচ এবং সিলিকন স্লাইস পৃথকীকরণ উপলব্ধি করার জন্য লেজার ডিবন্ডিং সরঞ্জাম তৈরি করে এবং এই সরঞ্জামগুলি উচ্চমানের সেমিকন্ডাক্টর চিপ তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

লেজার কাটিং চিপ ওয়েফার

২০২২ সালের মাঝামাঝি সময়ে, উহানের একটি লেজার এন্টারপ্রাইজ পূর্ণ-স্বয়ংক্রিয় লেজার-পরিবর্তিত কাটিং সরঞ্জাম চালু করে, যা চিপসের ক্ষেত্রে লেজার পৃষ্ঠের চিকিৎসায় সফলভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। এই ডিভাইসটি উচ্চ-নির্ভুলতা ফেমটোসেকেন্ড লেজার এবং অত্যন্ত কম পালস শক্তি ব্যবহার করে মাইক্রোন পরিসরে সেমিকন্ডাক্টর উপকরণের পৃষ্ঠে লেজার পরিবর্তন করে, যার ফলে সেমিকন্ডাক্টর অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইসের কর্মক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত হয়। এই সরঞ্জামটি উচ্চ-মূল্যের, সংকীর্ণ-চ্যানেল (≥20um) যৌগিক সেমিকন্ডাক্টর SiC, GaAs, LiTaO3 এবং অন্যান্য ওয়েফার চিপ অভ্যন্তরীণ পরিবর্তন কাটার জন্য উপযুক্ত, যেমন সিলিকন চিপস, MEMS সেন্সর চিপস, CMOS চিপস ইত্যাদি। 

চীন লিথোগ্রাফি মেশিনের মূল প্রযুক্তিগত সমস্যাগুলি মোকাবেলা করছে, যা লিথোগ্রাফি মেশিনের ব্যবহারের সাথে সম্পর্কিত এক্সাইমার লেজার এবং চরম অতিবেগুনী লেজারের চাহিদা বাড়িয়ে তুলবে, তবে চীনে এই ক্ষেত্রে আগে খুব কম গবেষণা হয়েছে।

উচ্চমানের এবং চিপসের জন্য প্রিসিশন লেজার প্রসেসিং হেডগুলি উন্মাদনার পরবর্তী তরঙ্গ হয়ে উঠতে পারে

চীনের সেমিকন্ডাক্টর চিপ শিল্পের দুর্বলতার কারণে, লেজার প্রসেসিং চিপগুলির উপর খুব কম গবেষণা এবং প্রয়োগ ছিল, যা প্রথমে ডাউনস্ট্রিম কনজিউমার ইলেকট্রনিক পণ্যের টার্মিনাল সমাবেশে ব্যবহৃত হত। ভবিষ্যতে, চীনে নির্ভুল লেজার প্রক্রিয়াকরণের প্রধান বাজার ধীরে ধীরে সাধারণ ইলেকট্রনিক যন্ত্রাংশ প্রক্রিয়াকরণ থেকে আপস্ট্রিম উপকরণ এবং মূল উপাদানগুলিতে, বিশেষ করে সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ, জৈব চিকিৎসা এবং পলিমার উপকরণ প্রস্তুতকরণে স্থানান্তরিত হবে।

সেমিকন্ডাক্টর চিপ শিল্পে আরও বেশি সংখ্যক লেজার অ্যাপ্লিকেশন প্রক্রিয়া তৈরি করা হবে। উচ্চ-নির্ভুল চিপ পণ্যের জন্য, যোগাযোগবিহীন অপটিক্যাল প্রক্রিয়াকরণ সবচেয়ে উপযুক্ত পদ্ধতি। চিপের বিশাল চাহিদার সাথে, চিপ শিল্পটি স্পষ্টতা লেজার প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের চাহিদার পরবর্তী পর্যায়ে অবদান রাখার সম্ভাবনা রয়েছে।