¿Dónde está la próxima ronda de auge en el procesamiento láser de precisión?

No hace mucho tiempo, Apple Inc. anunció oficialmente el lanzamiento de la nueva generación del iPhone 14, manteniendo la costumbre de una actualización al año. Muchos usuarios se sorprenden de que "el iPhone haya evolucionado hasta la 14ª generación". Y rápidamente consiguió más de un millón de reservas online en el mercado chino. El iPhone sigue siendo popular entre los jóvenes.

Los teléfonos inteligentes desencadenan la primera ronda de demanda de procesamiento láser de precisión

Hace más de una década, cuando recién se lanzaron los teléfonos inteligentes, la tecnología de procesamiento láser industrial todavía estaba en un nivel bajo. El láser de fibra y el láser ultrarrápido eran cosas nuevas y estaban en blanco en el mercado chino, sin mencionar el procesamiento láser de precisión. Desde 2011, el marcado láser de precisión de gama baja se ha aplicado gradualmente en China. En ese momento, se habló del láser verde de pulso sólido de pequeña potencia y del láser ultravioleta. Y ahora, el láser ultrarrápido se ha utilizado gradualmente con fines comerciales y se habla de procesamiento láser de precisión ultrarrápida.

La aplicación masiva del procesamiento láser de precisión está impulsada en gran medida por el desarrollo de teléfonos inteligentes. La producción de diapositivas para cámaras, módulos de huellas dactilares, teclas INICIO, orificios ciegos para cámaras y cortes de formas irregulares de paneles de teléfonos móviles, etc. se benefician del avance tecnológico del corte de precisión láser ultrarrápido. El negocio de procesamiento de precisión de los principales fabricantes chinos de procesamiento de precisión láser proviene de la electrónica de consumo. Es decir, la última ronda de auge en el procesamiento láser de precisión está impulsada por la electrónica de consumo, especialmente los teléfonos inteligentes y los paneles de visualización.

Corte de paneles por láser

Desde 2021, los productos de consumo como teléfonos inteligentes, pulseras portátiles y paneles de visualización han mostrado una tendencia a la baja, lo que genera una menor demanda de equipos de procesamiento de productos electrónicos de consumo y una mayor presión sobre su crecimiento. ¿Podría entonces el nuevo iPhone 14 iniciar un nuevo auge en el procesamiento de datos? Sin embargo, a juzgar por la tendencia actual de menor disposición de la gente a comprar un teléfono nuevo, es casi seguro que los smartphones no podrán contribuir al nuevo crecimiento de la demanda del mercado. Los teléfonos 5G y plegables que fueron populares hace unos años pueden traer solo un reemplazo de stock parcial. Entonces, ¿dónde podría estar la próxima ronda de aumento de la demanda en el procesamiento láser de precisión?

El auge de la industria de semiconductores y chips de China

China es una auténtica fábrica mundial. En 2020, el valor añadido de la industria manufacturera de China representó el 28,5% de la cuota mundial. Es una enorme industria manufacturera china que ofrece un enorme potencial de mercado para el procesamiento y la fabricación de láser. Sin embargo, la industria manufacturera de China tiene una débil acumulación técnica en su etapa inicial, y la mayoría de sus integrantes son industrias de gama media y baja. La última década ha sido testigo de un gran progreso en maquinaria, transporte, energía, ingeniería marina, aeroespacial, equipos de fabricación, etc., incluido el desarrollo de láseres y equipos láser, lo que ha reducido enormemente 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 más rápido del mundo, con 31 grandes fábricas centradas en procesos maduros que se espera que estén terminadas para fines de 2024; la velocidad ha superado ampliamente las 19 fábricas programadas para ponerse en funcionamiento en Taiwán, China durante el mismo período, así como las 12 fábricas esperadas en los Estados Unidos.

No hace mucho, China anunció que la industria de circuitos integrados de Shanghai había superado el proceso de chips de 14 nm y había alcanzado una cierta escala de producción en masa. Para algunos de los chips de más de 28 nm utilizados en electrodomésticos, automóviles y comunicaciones, China cuenta con un proceso de producción extremadamente maduro y puede satisfacer perfectamente la demanda general de la mayoría de los chips en el interior. Con la introducción de los EE.UU. Ley CHIPS: la competencia en tecnología de chips entre China y Estados Unidos es más intensa y puede haber un excedente de oferta. 2021  Se observó una disminución significativa en las importaciones de chips de China.

Chip procesado por láser

El láser utilizado en el procesamiento de chips semiconductores

Las obleas son los materiales básicos de los productos semiconductores y chips, que necesitan ser pulidos mecánicamente después de su crecimiento. En la etapa posterior, el corte de obleas, también conocido como corte en cubitos, es de gran importancia. La primera tecnología de corte de obleas por láser DPSS de pulso corto se ha desarrollado y madurado en Europa y Estados Unidos. A medida que aumenta la potencia de los láseres ultrarrápidos, su uso se convertirá gradualmente en algo habitual en el futuro, especialmente en procedimientos como el corte de obleas, la microperforación de agujeros y las pruebas beta cerradas. El potencial de demanda de equipos láser ultrarrápidos es comparativamente grande.

En la actualidad, existen fabricantes de equipos láser de precisión en China que pueden proporcionar equipos de ranurado de obleas, que se pueden aplicar al ranurado de superficies de obleas de 12 pulgadas con un proceso de 28 nm, y equipos de corte criptográfico de obleas láser aplicados a chips de sensores MEMS, chips de memoria y otros campos de fabricación de chips de alta gama. En 2020, una gran empresa de láser en Shenzhen desarrolló un equipo de desunión láser para lograr la separación de rodajas de vidrio y silicio, y el equipo se puede utilizar para producir chips semiconductores de alta gama.

Oblea de chip de corte por láser

A mediados de 2022, una empresa de láser en Wuhan estrenó un equipo de corte modificado por láser totalmente automático, que se aplicó con éxito al tratamiento de superficies con láser en el campo de los chips. El dispositivo utiliza un láser de femtosegundo de alta precisión y una energía de pulso extremadamente baja para realizar la modificación láser en la superficie de materiales semiconductores en el rango de micrones, mejorando así en gran medida el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos semiconductores. El equipo es adecuado para el corte de modificación interna de semiconductores compuestos de canal estrecho (≥20um) de alto costo y SiC, GaAs, LiTaO3 y otros chips de obleas, como chips de silicio, chips de sensores MEMS, chips CMOS, etc. 

China está abordando problemas técnicos clave de las máquinas de litografía, que impulsarán la demanda de láseres excimer y láseres ultravioleta extremos relacionados con el uso de máquinas de litografía, pero hasta ahora hay poca investigación en este campo en China.

Los cabezales de procesamiento láser de precisión para chips y equipos de alta gama pueden convertirse en la próxima ola de moda.

Debido a la debilidad anterior en la industria de chips semiconductores de China, hubo poca investigación y aplicaciones en chips de procesamiento láser, que se utilizaron por primera vez en el ensamblaje de terminales de productos electrónicos de consumo posteriores. En el futuro, el mercado principal del procesamiento láser de precisión en China se trasladará gradualmente del procesamiento de piezas electrónicas generales a materiales ascendentes y componentes clave, especialmente la preparación de materiales semiconductores, biomédicos y poliméricos.

Se desarrollarán cada vez más procesos de aplicación del láser en la industria de chips semiconductores. Para productos de chip de alta precisión, el procesamiento óptico sin contacto es el método más adecuado. Con la enorme demanda de chips, es muy probable que la industria de los chips contribuya a la próxima ronda de demanda de equipos de procesamiento láser de precisión.