On és la propera ronda d'auge en el processament làser de precisió?

No fa gaire, Apple Inc. va anunciar oficialment el llançament de la nova generació de l'iPhone 14, mantenint el costum d'una actualització a l'any. Molts usuaris estan sorpresos que "l'iPhone hagi evolucionat fins a la 14a generació". I ràpidament va aconseguir més d'un milió de reserves en línia al mercat xinès. L'iPhone continua sent popular entre els joves.

Els telèfons intel·ligents van desencadenar la primera ronda de demanda de processament làser de precisió

Fa més d'una dècada, quan es van llançar els telèfons intel·ligents, la tecnologia de processament làser industrial encara era a un nivell baix. El làser de fibra i el làser ultraràpid eren coses noves i buides al mercat xinès, per no dir que el processament làser de precisió. Des del 2011, el marcatge làser de precisió de gamma baixa s'ha anat aplicant gradualment a la Xina. En aquell moment, es parlava del làser verd de pols sòlid de petita potència i del làser ultraviolat. I ara, el làser ultraràpid s'ha anat utilitzant gradualment amb finalitats comercials, i es parla del processament làser de precisió ultraràpid.

L'aplicació massiva del processament làser de precisió està impulsada en gran mesura pel desenvolupament dels telèfons intel·ligents. Les produccions de diapositives de càmera, mòduls d'empremtes dactilars, tecles HOME, forats cecs per a càmeres i talls irregulars de panells de telèfons mòbils, etc., es beneficien de l'avenç tecnològic del tall de precisió làser ultraràpid. El negoci de processament de precisió dels principals fabricants xinesos de processament de precisió làser prové de l'electrònica de consum. És a dir, l'última ronda d'auge en el processament làser de precisió està impulsada per l'electrònica de consum, especialment els telèfons intel·ligents i els panells de visualització.

Tall de panells làser

Des del 2021, els productes de consum com ara els telèfons intel·ligents, les polseres portàtils i els panells de visualització han mostrat una tendència a la baixa, cosa que ha provocat una demanda més feble d'equips de processament d'electrònica de consum i una major pressió sobre el seu creixement. Així doncs, pot el nou iPhone 14 iniciar una nova ronda de boom del processament? Però a jutjar per la tendència actual que la gent està menys disposada a comprar un telèfon nou, és gairebé segur que els telèfons intel·ligents no podran contribuir al nou creixement de la demanda del mercat. Els telèfons 5G i plegables que eren populars fa uns anys només poden comportar una substitució parcial de les existències. Aleshores, on pot ser la propera ronda d'augment de la demanda en el processament làser de precisió?

L'auge de la indústria xinesa de semiconductors i xips

La Xina és una veritable fàbrica mundial. El 2020, el valor afegit de la indústria manufacturera xinesa representava el 28,5% de la quota mundial. És una enorme indústria manufacturera xinesa que aporta un enorme potencial de mercat per al processament i la fabricació amb làser. Tanmateix, la indústria manufacturera xinesa té una feble acumulació tècnica en la fase inicial, i la majoria són indústries de gamma mitjana i baixa. L'última dècada ha estat testimoni d'un gran progrés en maquinària, transport, energia, enginyeria marina, aeroespacial, equips de fabricació, etc., inclòs el desenvolupament de làsers i equips làser, cosa que ha reduït considerablement la bretxa amb el nivell avançat internacional.

Segons les estadístiques de l'Associació de la Indústria dels Semiconductors, la Xina continental és el constructor de fàbriques més ràpid del món, amb 31 grans fàbriques centrades en processos madurs que s'espera que estiguin completades a finals del 2024; la velocitat ha superat amb escreix les 19 fàbriques programades per a la posada en funcionament a Taiwan, Xina, durant el mateix període, així com les 12 fàbriques previstes als Estats Units.

No fa gaire, la Xina va anunciar que la indústria de circuits integrats de Xangai ha superat el procés de xips de 14 nm i ha aconseguit una certa escala de producció en massa. Per a alguns dels xips de més de 28 nm utilitzats en electrodomèstics, automòbils i comunicacions, la Xina presumeix d'haver superat el procés de producció madur i pot satisfer perfectament la demanda general de la majoria dels xips internament. Amb la introducció de la Llei CHIPS dels EUA, la competència en tecnologia de xips entre la Xina i els Estats Units és més intensa i pot haver-hi un excedent d'oferta. El 2021 va ser testimoni d'una disminució significativa de les importacions de xips de la Xina.

Xip processat amb làser

El làser utilitzat en el processament de xips semiconductors

Les oblies són els materials bàsics dels productes semiconductors i els xips, que s'han de polir mecànicament després del creixement. En una etapa posterior, el tall d'oblies, també conegut com a "wafer dicing", és de gran importància. La tecnologia inicial de tall d'oblies làser DPSS de pols curt s'ha desenvolupat i madurat a Europa i als Estats Units. A mesura que augmenta la potència dels làsers ultraràpids, el seu ús es convertirà gradualment en la norma en el futur, especialment en procediments com el tall d'oblies, la microperforació de forats i les proves beta tancades. El potencial de demanda d'equips làser ultraràpids és comparativament gran.

Actualment, hi ha fabricants d'equips làser de precisió a la Xina que poden proporcionar equips de ranurat de làmines, que es poden aplicar al ranurat superficial de làmines de 12 polzades sota un procés de 28 nm, i equips de tall criptogràfic de làmines làser aplicats a xips de sensors MEMS, xips de memòria i altres camps de fabricació de xips d'alta gamma. El 2020, una gran empresa làser de Shenzhen va desenvolupar un equip de desenllaç làser per aconseguir la separació de làmines de vidre i silici, i l'equip es pot utilitzar per produir xips semiconductors d'alta gamma.

Oblea de xip de tall làser

A mitjans del 2022, una empresa làser de Wuhan va estrenar un equip de tall modificat per làser completament automàtic, que s'ha aplicat amb èxit al tractament de superfícies làser en el camp dels xips. El dispositiu utilitza un làser de femtosegons d'alta precisió i una energia de pols extremadament baixa per realitzar modificacions làser a la superfície de materials semiconductors en el rang de micres, millorant així considerablement el rendiment dels dispositius optoelectrònics semiconductors. L'equip és adequat per al tall de modificació interna de xips de formigó semiconductor compost d'alt cost i canal estret (≥20 µm) SiC, GaAs, LiTaO3 i altres tipus de tall de modificació interna de xips d'oblies, com ara xips de silici, xips de sensors MEMS, xips CMOS, etc.

La Xina està abordant problemes tècnics clau de les màquines de litografia, cosa que impulsarà la demanda de làsers d'excímer i làsers ultraviolats extrems relacionats amb l'ús de màquines de litografia, però hi ha poca recerca en aquest camp abans a la Xina.

Els capçals de processament làser de precisió per a productes d'alta gamma i xips poden convertir-se en la propera onada de moda

A causa de la debilitat de la indústria xinesa de xips semiconductors anteriorment, hi havia poca investigació i aplicacions en xips de processament làser, que es van utilitzar inicialment en el muntatge de terminals de productes electrònics de consum posteriors. En el futur, el principal mercat de processament làser de precisió a la Xina es traslladarà gradualment del processament de peces electròniques generals als materials anteriors i components clau, especialment la preparació de materials semiconductors, materials biomèdics i polimèrics.

Es desenvoluparan cada cop més processos d'aplicació làser a la indústria de xips semiconductors. Per a productes de xips d'alta precisió, el processament òptic sense contacte és el mètode més adequat. Amb l'enorme demanda de xips, és molt probable que la indústria dels xips contribueixi a la propera ronda de demanda d'equips de processament làser de precisió.