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

Hace poco, Apple Inc. anunció oficialmente el lanzamiento de la nueva generación del iPhone 14, manteniendo la costumbre de actualizarlo una vez al año. Muchos usuarios quedaron sorprendidos al descubrir que el iPhone había evolucionado hasta la 14.ª generación. Rápidamente consiguió más de un millón de reservas en línea 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 se lanzaron los teléfonos inteligentes, la tecnología de procesamiento láser industrial aún se encontraba en un nivel bajo. El láser de fibra y el láser ultrarrápido eran nuevos y estaban en desuso en el mercado chino, por no hablar del procesamiento láser de precisión. Desde 2011, el marcado láser de precisión de gama baja se ha aplicado gradualmente en China. En aquel entonces, se hablaba del láser verde de pulso sólido de baja potencia y del láser ultravioleta. Actualmente, el láser ultrarrápido se ha utilizado gradualmente con fines comerciales, y se habla del procesamiento láser de precisión ultrarrápido.

La aplicación masiva del procesamiento láser de precisión se debe en gran medida al desarrollo de los teléfonos inteligentes. La producción de diapositivas para cámaras, módulos de huellas dactilares, teclas de inicio, orificios ciegos para cámaras y el corte de formas irregulares en paneles de teléfonos móviles, entre otros, se benefician de la innovación tecnológica del corte láser de precisión ultrarrápido. El negocio de procesamiento de precisión de los principales fabricantes chinos de procesamiento láser de precisión proviene de la electrónica de consumo. Es decir, el último auge del procesamiento láser de precisión se debe a la electrónica de consumo, especialmente a los teléfonos inteligentes y las pantallas.

Corte de paneles por láser

Desde 2021, productos de consumo como smartphones, pulseras wearables 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 entonces el nuevo iPhone 14 iniciar un nuevo auge en el procesamiento? 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. El 5G y los teléfonos plegables, populares hace unos años, podrían simplemente reponer parcialmente el stock. Entonces, ¿dónde podría estar 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% de la cuota mundial. Su enorme industria manufacturera ofrece un enorme potencial de mercado para el procesamiento y la fabricación de láser. Sin embargo, la industria manufacturera china presenta una escasa acumulación tecnológica en sus etapas iniciales, y la mayoría de sus productos son de gama media y baja. La última década ha presenciado un gran progreso en maquinaria, transporte, energía, ingeniería naval, aeroespacial, equipos de fabricación, etc., 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 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.

Hace poco, China anunció que la industria de circuitos integrados de Shanghái había avanzado considerablemente en el proceso de chips de 14 nm y alcanzado 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 excepcionalmente maduro y puede satisfacer perfectamente la demanda general de la mayoría de los chips en el país. Con la introducción de la Ley CHIPS de EE. UU., la competencia en tecnología de chips entre China y Estados Unidos se ha intensificado, y podría haber un excedente de oferta. En 2021, se observó una disminución significativa en las importaciones chinas de chips.

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 requieren pulido mecánico tras su crecimiento. En la etapa posterior, el corte de obleas, también conocido como corte de obleas en cubos, es de gran importancia. La tecnología de corte de obleas por láser DPSS de pulso corto se ha desarrollado y consolidado en Europa y Estados Unidos. A medida que aumenta la potencia de los láseres ultrarrápidos, su uso se generalizará gradualmente en el futuro, especialmente en procedimientos como el corte de obleas, la microperforación de agujeros y las pruebas beta cerradas. La demanda potencial de equipos láser ultrarrápidos es relativamente alta.

Actualmente, existen fabricantes de equipos láser de precisión en China que ofrecen equipos de ranurado de obleas, aplicables al ranurado superficial de obleas de 12 pulgadas mediante un proceso de 28 nm, así como equipos de criptocorte de obleas láser 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 de Shenzhen desarrolló un equipo de desunión láser para separar láminas de vidrio y silicio, que puede utilizarse para producir chips semiconductores de alta gama.

Oblea de chip de corte por láser

A mediados de 2022, una empresa de láser de Wuhan presentó un equipo de corte totalmente automático modificado por láser, que se aplicó con éxito al tratamiento de superficies por láser en el sector de 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 micrométrico, mejorando así considerablemente el rendimiento de los dispositivos optoelectrónicos semiconductores. El equipo es adecuado para el corte de modificación interna de semiconductores compuestos de canal estrecho (≥20 µm) de alto coste, como 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 de la industria china de chips semiconductores, la investigación y las aplicaciones de chips de procesamiento láser eran escasas, y estos chips se utilizaron inicialmente en el ensamblaje de terminales de productos electrónicos de consumo. En el futuro, el principal mercado del procesamiento láser de precisión en China se trasladará gradualmente del procesamiento de componentes electrónicos generales a materiales y componentes clave, especialmente la preparación de materiales semiconductores, biomédicos y poliméricos.

Se desarrollarán cada vez más procesos de aplicación láser en la industria de 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 chips contribuya a la próxima ronda de demanda de equipos de procesamiento láser de precisión.