Gdje je sljedeći procvat u preciznoj laserskoj obradi?

Ne tako davno, Apple Inc. zvanično je najavio izlazak nove generacije iPhonea 14, zadržavajući naviku jednog ažuriranja godišnje. Mnogi korisnici su šokirani što se "iPhone razvio do 14. generacije". I brzo je osvojio preko milion online rezervacija na kineskom tržištu. iPhone je i dalje popularan među mladima.

Pametni telefoni pokrenuli su prvu rundu potražnje za preciznom laserskom obradom

Prije više od deset godina, kada su pametni telefoni tek lansirani, tehnologija industrijske laserske obrade još uvijek je bila na niskom nivou. Fiber laser i ultrabrzi laser bili su novi i prazni na kineskom tržištu, a da ne kažemo precizna laserska obrada. Od 2011. godine, lasersko označavanje niske preciznosti se postepeno primjenjuje u Kini. U to vrijeme se raspravljalo o zelenom laseru male snage sa čvrstim impulsom i ultraljubičastom laseru. A sada se ultrabrzi laser postepeno koristi u komercijalne svrhe, a govori se i o ultrabrzoj preciznoj laserskoj obradi.

Masovna primjena precizne laserske obrade uveliko je potaknuta razvojem pametnih telefona. Proizvodnja slajdova za kamere, modula za otiske prstiju, HOME tipki, slijepih rupa za kamere i nepravilnog rezanja panela mobilnih telefona itd., sve ima koristi od tehnološkog proboja ultrabrzog laserskog preciznog rezanja. Poslovanje precizne obrade glavnih kineskih proizvođača laserske precizne obrade je iz oblasti potrošačke elektronike. To jest, posljednji krug procvata precizne laserske obrade pokreće potrošačka elektronika, posebno pametni telefoni i ekrani.

Lasersko rezanje panela

Od 2021. godine, potrošački proizvodi poput pametnih telefona, nosivih narukvica i ekrana pokazuju silazni trend, što dovodi do slabije potražnje za opremom za obradu potrošačke elektronike i većeg pritiska na njen rast. Može li novi iPhone 14 pokrenuti novi krug procvata procesorske industrije? Ali sudeći po trenutnom trendu da su ljudi manje spremni kupiti novi telefon, gotovo je sigurno da pametni telefoni ne mogu doprinijeti novom rastu potražnje na tržištu. 5G i telefoni na preklop koji su bili popularni prije nekoliko godina mogu donijeti samo djelomičnu zamjenu zaliha. Dakle, gdje bi mogao biti sljedeći krug porasta potražnje za preciznom laserskom obradom?

Uspon kineske industrije poluprovodnika i čipova

Kina je prava svjetska fabrika. U 2020. godini, dodana vrijednost kineske prerađivačke industrije činila je 28,5% svjetskog udjela. Upravo je kineska ogromna proizvodna industrija ta koja donosi ogroman tržišni potencijal za lasersku obradu i proizvodnju. Međutim, kineska prerađivačka industrija ima slabu tehničku akumulaciju u ranoj fazi, a većina njih su industrije srednjeg i nižeg ranga. U protekloj deceniji postignut je veliki napredak u mašinstvu, transportu, energetici, pomorskom inženjerstvu, vazduhoplovstvu, proizvodnoj opremi itd., uključujući razvoj lasera i laserske opreme, što je uveliko smanjilo jaz s međunarodnim naprednim nivoom.

Prema statistikama Udruženja industrije poluprovodnika, kontinentalna Kina je najbrži graditelj fabrika na svijetu, sa 31 velikom fabrikom fokusiranom na zrele procese koji bi trebali biti završeni do kraja 2024. godine; brzina je znatno premašila 19 fabrika koje bi trebale biti puštene u rad u Tajvanu, Kina, u istom periodu, kao i 12 fabrika koje se očekuju u Sjedinjenim Državama.

Nedavno je Kina objavila da je industrija integriranih kola u Šangaju probila 14nm proces proizvodnje čipova i postigla određeni obim masovne proizvodnje. Za neke od čipova iznad 28nm koji se koriste u kućanskim aparatima, automobilima i komunikacijama, Kina se može pohvaliti izuzetno zrelim proizvodnim procesom i može savršeno zadovoljiti ukupnu potražnju za većinom čipova na internoj razini. S uvođenjem SAD-a Zakonom o čipovima (CHIPS Act), konkurencija u tehnologiji čipova između Kine i Sjedinjenih Država je intenzivnija i može doći do viška ponude. 2021  svjedočio je značajnom padu uvoza čipsa u Kinu.

Laserski obrađeni čip

Laser koji se koristi u obradi poluprovodničkih čipova

Pločice su osnovni materijali poluprovodničkih proizvoda i čipova, koje je potrebno mehanički polirati nakon rasta. U kasnijoj fazi, rezanje oblatne, poznato i kao kockice oblatne, je od velike važnosti. Rana tehnologija laserskog rezanja pločica kratkim pulsom DPSS razvijena je i usavršena u Evropi i Sjedinjenim Američkim Državama. Kako se snaga ultrabrzih lasera povećava, njihova upotreba će postepeno postati glavna u budućnosti, posebno u postupcima poput rezanja pločica, mikrobušenja rupa i zatvorenih beta testova. Potencijal potražnje za ultrabrzom laserskom opremom je relativno velik.

Sada u Kini postoje proizvođači precizne laserske opreme koji mogu obezbijediti opremu za urezivanje pločica, koja se može primijeniti na površinsko urezivanje 12-inčnih pločica 28nm procesom, i opremu za lasersko kripto rezanje pločica koja se primjenjuje na MEMS senzorske čipove, memorijske čipove i druga područja proizvodnje vrhunskih čipova. U 2020. godini, veliko lasersko preduzeće u Shenzhenu razvilo je opremu za lasersko odvajanje kako bi se ostvarilo odvajanje staklenih i silicijumskih kriški, a oprema se može koristiti za proizvodnju vrhunskih poluprovodničkih čipova.

Lasersko rezanje čipa od pločice

Sredinom 2022. godine, lasersko preduzeće u Wuhanu predstavilo je potpuno automatsku opremu za lasersko rezanje, koja je uspješno primijenjena za lasersku površinsku obradu u oblasti čipova. Uređaj koristi visokoprecizni femtosekundni laser i izuzetno nisku energiju impulsa za lasersku modifikaciju površine poluprovodničkih materijala u mikronskom rasponu, čime se značajno poboljšavaju performanse poluprovodničkih optoelektronskih uređaja. Oprema je pogodna za rezanje skupih, uskokanalnih (≥20um) složenih poluprovodničkih SiC, GaAs, LiTaO3 i drugih pločica za modifikaciju unutrašnjosti, kao što su silicijumski čipovi, MEMS senzorski čipovi, CMOS čipovi itd. 

Kina se bavi ključnim tehničkim problemima litografskih mašina, što će povećati potražnju za eksimerskim laserima i ekstremnim ultraljubičastim laserima povezanim s upotrebom litografskih mašina, ali u Kini je do sada provedeno malo istraživanja u ovoj oblasti.

Precizne laserske glave za obradu vrhunskih proizvoda i čipova mogle bi postati sljedeći val trenda

Zbog slabosti kineske industrije poluprovodničkih čipova u prošlosti, bilo je malo istraživanja i primjene čipova za lasersku obradu, koji su se prvo koristili u montaži terminala nizvodnih potrošačkih elektroničkih proizvoda. U budućnosti će se glavno tržište za preciznu lasersku obradu u Kini postepeno pomjeriti s obrade općih elektroničkih dijelova na uzvodne materijale i ključne komponente, posebno na pripremu poluprovodničkih materijala, biomedicinskih i polimernih materijala.

Razvijat će se sve više i više procesa primjene lasera u industriji poluprovodničkih čipova. Za visokoprecizne čipove, beskontaktna optička obrada je najprikladnija metoda. S obzirom na ogromnu potražnju za čipovima, industrija čipova će vrlo vjerovatno doprinijeti sljedećem porastu potražnje za preciznom opremom za lasersku obradu.