Où se situe la prochaine vague d’essor du traitement laser de précision ?

Il y a peu, Apple Inc. a officiellement annoncé la sortie de la nouvelle génération d'iPhone 14, conservant ainsi son habitude d'une mise à jour par an. De nombreux utilisateurs sont surpris d'apprendre que l'iPhone est passé à la 14e génération. L'appareil a rapidement enregistré plus d'un million de réservations en ligne sur le marché chinois. L'iPhone reste populaire auprès des jeunes.

Les smartphones ont déclenché la première vague de demande de traitement laser de précision

Il y a plus de dix ans, lors du lancement des smartphones, la technologie industrielle de traitement laser était encore peu développée. Le laser à fibre et le laser ultrarapide étaient des innovations et des nouveautés sur le marché chinois, sans parler du traitement laser de précision. Depuis 2011, le marquage laser de précision bas de gamme s'est progressivement répandu en Chine. À l'époque, le laser vert à impulsion solide de faible puissance et le laser ultraviolet étaient au cœur des débats. Aujourd'hui, le laser ultrarapide est progressivement utilisé à des fins commerciales, et le traitement laser de précision ultrarapide est au cœur des débats.

L'application massive de l'usinage laser de précision est largement tirée par le développement des smartphones. La production de diapositives d'appareils photo, de modules d'empreintes digitales, de touches d'accueil, de trous borgnes pour appareils photo et la découpe de formes irrégulières sur les panneaux de téléphones portables, entre autres, bénéficient toutes de la percée technologique de la découpe laser de précision ultrarapide. L'activité d'usinage de précision des principaux fabricants chinois d'usinage laser de précision est concentrée dans l'électronique grand public. Autrement dit, la dernière vague d'essor de l'usinage laser de précision est tirée par l'électronique grand public, notamment les smartphones et les écrans.

Découpe de panneaux au laser

Depuis 2021, les produits grand public tels que les smartphones, les bracelets connectés et les écrans d'affichage ont connu une tendance à la baisse, ce qui a entraîné une baisse de la demande en équipements de traitement de l'électronique grand public et une pression accrue sur sa croissance. Le nouvel iPhone 14 pourrait-il alors initier un nouvel essor du traitement ? Cependant, compte tenu de la tendance actuelle à la baisse de la propension à acheter un nouveau téléphone, il est quasiment certain que les smartphones ne pourront pas contribuer à la nouvelle croissance de la demande du marché. La 5G et les téléphones pliables, populaires il y a quelques années, ne peuvent qu'assurer un renouvellement partiel des stocks. Alors, où se situera la prochaine vague de demande en traitement laser de précision ?

L'essor de l'industrie chinoise des semi-conducteurs et des puces

La Chine est une véritable usine mondiale. En 2020, la valeur ajoutée de son industrie manufacturière représentait 28,5 % de la part mondiale. Son immense industrie manufacturière offre un potentiel de marché considérable pour l'usinage et la fabrication laser. Cependant, son accumulation technologique est faible à ses débuts, et la plupart des entreprises se situent dans des secteurs de milieu et d'entrée de gamme. La dernière décennie a été marquée par de grands progrès dans les domaines des machines, des transports, de l'énergie, de l'ingénierie navale, de l'aérospatiale et des équipements de fabrication, notamment grâce au développement des lasers et de leurs équipements, ce qui a considérablement réduit l'écart avec les technologies de pointe internationales.

Selon les statistiques de la Semiconductor Industry Association, la Chine continentale est le constructeur d'usines le plus rapide au monde, avec 31 grandes usines axées sur un processus mature qui devraient être achevées d'ici la fin de 2024 ; la vitesse dépasse largement les 19 usines dont la mise en service est prévue à Taiwan, en Chine, au cours de la même période, ainsi que les 12 usines attendues aux États-Unis.

Il y a peu, la Chine a annoncé que l'industrie des circuits intégrés de Shanghai avait franchi une étape décisive dans la fabrication de puces de 14 nm et atteint une certaine échelle de production de masse. Pour certaines puces de plus de 28 nm utilisées dans les appareils électroménagers, l'automobile et les communications, la Chine dispose d'un processus de production extrêmement mature et peut parfaitement répondre à la demande globale pour la plupart de ces puces. Avec l'entrée en vigueur de la loi américaine CHIPS Act, la concurrence entre la Chine et les États-Unis en matière de technologies de puces s'est intensifiée, ce qui pourrait entraîner un excédent d'offre. L'année 2021 a été marquée par une baisse significative des importations chinoises de puces.

Puce traitée au laser

Le laser utilisé dans le traitement des puces semi-conductrices

Les wafers sont les matériaux de base des semi-conducteurs et des puces. Ils doivent être polis mécaniquement après leur croissance. À ce stade, la découpe des wafers, également appelée découpage en dés, revêt une importance cruciale. La technologie de découpe laser DPSS à impulsions courtes a été développée et a atteint sa maturité en Europe et aux États-Unis. Avec l'augmentation de la puissance des lasers ultrarapides, leur utilisation deviendra progressivement courante, notamment pour des procédés tels que la découpe de wafers, le micro-perçage et les tests bêta fermés. Le potentiel de demande en équipements laser ultrarapides est relativement important.

Il existe aujourd'hui en Chine des fabricants d'équipements laser de précision capables de fournir des équipements de rainurage de plaquettes, adaptés au rainurage de surface de plaquettes de 12 pouces en 28 nm, ainsi que des équipements de crypto-découpe laser de plaquettes pour les puces de capteurs MEMS, les puces mémoire et d'autres applications de fabrication de puces haut de gamme. En 2020, une importante entreprise de laser de Shenzhen a développé un équipement de décollement laser pour la séparation des tranches de verre et de silicium, permettant ainsi la production de puces semi-conductrices haut de gamme.

Découpe laser de plaquettes de puces

Mi-2022, une entreprise de laser de Wuhan a lancé un équipement de découpe laser entièrement automatique, appliqué avec succès au traitement de surface laser des puces. L'appareil utilise un laser femtoseconde de haute précision et une énergie d'impulsion extrêmement faible pour effectuer des modifications laser de surface de matériaux semi-conducteurs de l'ordre du micron, améliorant ainsi considérablement les performances des dispositifs optoélectroniques à semi-conducteurs. Cet équipement est adapté à la découpe de semi-conducteurs composites SiC, GaAs, LiTaO3 à canal étroit (≥ 20 µm) coûteux et à coût élevé, ainsi qu'à la modification interne d'autres plaquettes, telles que les puces de silicium, les puces de capteurs MEMS et les puces CMOS.

La Chine s'attaque aux principaux problèmes techniques des machines de lithographie, ce qui stimulera la demande de lasers excimères et de lasers ultraviolets extrêmes liés à l'utilisation de machines de lithographie, mais il existe peu de recherches dans ce domaine auparavant en Chine.

Les têtes de traitement laser de précision pour les puces et les produits haut de gamme pourraient devenir la prochaine vague de folie

En raison de la faiblesse de l'industrie chinoise des semi-conducteurs, les recherches et les applications sur les puces traitées au laser étaient limitées. Ces puces étaient initialement utilisées pour l'assemblage de terminaux de produits électroniques grand public en aval. À l'avenir, le principal marché de l'usinage laser de précision en Chine évoluera progressivement de l'usinage de composants électroniques généraux vers les matériaux et composants clés en amont, notamment la préparation de matériaux semi-conducteurs, biomédicaux et polymères.

De plus en plus de procédés d'application laser seront développés dans l'industrie des puces semi-conductrices. Pour les puces de haute précision, le traitement optique sans contact est la méthode la plus adaptée. Face à l'énorme demande de puces, l'industrie des puces contribuera très probablement à la prochaine vague de demande d'équipements de traitement laser de précision.