¿Dónde se producirá la próxima oleada de auge en el procesamiento láser de precisión?

No hace mucho, Apple Inc. anunció oficialmente el lanzamiento de la nueva generación del iPhone 14, manteniendo su costumbre de una actualización anual. Muchos usuarios se sorprendieron de que el iPhone hubiera llegado a su decimocuarta generación. Rápidamente superó el millón de reservas en línea en el mercado chino, demostrando que el iPhone sigue siendo popular entre los jóvenes.

Los teléfonos inteligentes desencadenaron la primera oleada de demanda de procesamiento láser de precisión.

Hace más de una década, cuando los teléfonos inteligentes acababan de salir al mercado, la tecnología de procesamiento láser industrial aún estaba en sus inicios. Los láseres de fibra y los láseres ultrarrápidos eran novedades en el mercado chino, por no hablar del procesamiento láser de precisión. Desde 2011, el marcado láser de precisión de gama baja se ha ido aplicando gradualmente en China. En aquel entonces, se hablaba de láseres verdes de pulso sólido de baja potencia y láseres ultravioleta. Ahora, los láseres ultrarrápidos se utilizan cada vez más con fines comerciales, y se habla del procesamiento láser de precisión ultrarrápido.

La aplicación masiva del procesamiento láser de precisión está impulsada en gran medida por el desarrollo de los teléfonos inteligentes. La producción de soportes para cámaras, módulos de huellas dactilares, botones de inicio, orificios ciegos para cámaras y paneles de teléfonos móviles con formas irregulares, entre otros, se beneficia del avance tecnológico del corte láser de precisión ultrarrápido. El negocio de procesamiento de precisión de los principales fabricantes chinos de procesamiento láser de precisión se centra en la electrónica de consumo. Es decir, el último auge del procesamiento láser de precisión está impulsado por la electrónica de consumo, especialmente por los teléfonos inteligentes y las pantallas.

Corte láser de paneles

Desde 2021, productos de consumo como smartphones, pulseras inteligentes y pantallas han mostrado una tendencia a la baja, lo que ha provocado una menor demanda de equipos de procesamiento de electrónica de consumo y una mayor presión sobre su crecimiento. ¿Podría el nuevo iPhone 14 impulsar un nuevo auge en el procesamiento? Sin embargo, a juzgar por la tendencia actual de menor disposición a comprar un teléfono nuevo, es casi seguro que los smartphones no contribuirán al repunte de la demanda del mercado. Los teléfonos 5G y plegables, populares hace unos años, solo pueden cubrir parcialmente el stock. Entonces, ¿dónde podría surgir el próximo repunte de la demanda en el procesamiento láser de precisión?

El auge de la industria china de semiconductores y chips.

China es una auténtica fábrica mundial. En 2020, el valor añadido de su industria manufacturera representó el 28,5% del valor añadido mundial. Esta enorme industria ofrece un gran potencial de mercado para el procesamiento y la fabricación láser. Sin embargo, la industria manufacturera china presenta una escasa acumulación tecnológica en sus inicios, y la mayoría de sus empresas son de gama media y baja. La última década ha sido testigo de un gran progreso en maquinaria, transporte, energía, ingeniería naval, aeroespacial y equipos de fabricación, entre otros, incluyendo el desarrollo de láseres y equipos láser, lo que ha reducido considerablemente la brecha con el nivel avanzado internacional.

Según las estadísticas de la Asociación de la Industria de Semiconductores, China continental es el constructor de fábricas de semiconductores más rápido del mundo, con 31 grandes fábricas centradas en procesos maduros que se espera estén terminadas para finales de 2024; esta velocidad supera con creces las 19 fábricas que se prevé que entren en funcionamiento en Taiwán, China, durante el mismo período, así como las 12 fábricas previstas en Estados Unidos.

No hace mucho, China anunció que la industria de circuitos integrados de Shanghái había superado el proceso de fabricación de chips de 14 nm y alcanzado una cierta escala de producción en masa. Para algunos chips de más de 28 nm utilizados en electrodomésticos, automóviles y comunicaciones, China cuenta con un proceso de producción muy maduro y puede satisfacer perfectamente la demanda interna de la mayoría de los chips. Con la entrada en vigor de la Ley CHIPS de EE. UU., la competencia en tecnología de chips entre China y Estados Unidos se ha intensificado, lo que podría generar un excedente de oferta. En 2021 se observó una disminución significativa en las importaciones chinas de chips.

Chip procesado con láser

El láser utilizado en el procesamiento de chips semiconductores

Las obleas son los materiales básicos de los productos y chips semiconductores, que requieren un pulido mecánico tras su crecimiento. En la etapa posterior, el corte de obleas, también conocido como troquelado, es de suma importancia. La tecnología inicial de corte de obleas con láser DPSS de pulso corto se desarrolló y perfeccionó en Europa y Estados Unidos. A medida que aumenta la potencia de los láseres ultrarrápidos, su uso se generalizará en el futuro, especialmente en procesos como el corte de obleas, la microperforación y las pruebas beta cerradas. El potencial de demanda de equipos láser ultrarrápidos es considerable.

Actualmente, en China existen fabricantes de equipos láser de precisión que ofrecen equipos para el ranurado de obleas, aplicables al ranurado superficial de obleas de 12 pulgadas con un proceso de 28 nm, así como equipos de corte láser de obleas para chips de sensores MEMS, chips de memoria y otros campos de fabricación de chips de alta gama. En 2020, una importante empresa de láser en Shenzhen desarrolló equipos de despegado láser para separar láminas de vidrio y silicio, equipos que pueden utilizarse para producir chips semiconductores de alta gama.

Oblea de chips de corte láser

A mediados de 2022, una empresa de láseres en Wuhan presentó un equipo de corte láser totalmente automático, que se aplicó con éxito al tratamiento superficial láser en el campo de los chips. El dispositivo utiliza un láser de femtosegundos de alta precisión y una energía de pulso extremadamente baja para modificar la superficie de materiales semiconductores en el rango micrométrico, mejorando así significativamente el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos semiconductores. El equipo es adecuado para el corte de modificación interna de chips semiconductores compuestos de alto costo y canal estrecho (≥20 µm) como SiC, GaAs, LiTaO3 y otros, tales como chips de silicio, chips de sensores MEMS, chips CMOS, etc.

China está abordando problemas técnicos clave de las máquinas de litografía, lo que impulsará la demanda de láseres de excímeros y láseres ultravioleta extremos relacionados con el uso de dichas máquinas, pero hasta ahora se había investigado poco en este campo en China.

Los cabezales de procesamiento láser de precisión para chips de alta gama podrían convertirse en la próxima moda.

Debido a la debilidad previa de la industria china de chips semiconductores, existía poca investigación y aplicaciones en chips de procesamiento láser, que se utilizaban inicialmente en el ensamblaje final de productos electrónicos de consumo. En el futuro, el principal mercado para el procesamiento láser de precisión en China se desplazará gradualmente del procesamiento de componentes electrónicos generales a las materias primas y componentes clave, especialmente la preparación de materiales semiconductores, biomédicos y poliméricos.

Cada vez se desarrollarán más procesos de aplicación láser en la industria de los chips semiconductores. Para productos de chips de alta precisión, el procesamiento óptico sin contacto es el método más adecuado. Dada la enorme demanda de chips, es muy probable que la industria de los chips contribuya a la próxima oleada de demanda de equipos de procesamiento láser de precisión.