परिशुद्धता लेजर प्रसंस्करण में अगले दौर की तेजी कहां है?

कुछ समय पहले ही, Apple Inc. ने आधिकारिक तौर पर iPhone 14 की नई पीढ़ी के रिलीज़ की घोषणा की थी, और साल में एक बार अपडेट करने की आदत को बरकरार रखा। कई उपयोगकर्ता इस बात से हैरान हैं कि "iPhone 14वीं पीढ़ी तक पहुँच गया है"। और इसने चीनी बाज़ार में तेज़ी से 10 लाख से ज़्यादा ऑनलाइन बुकिंग हासिल कर लीं। iPhone अभी भी युवाओं के बीच लोकप्रिय है।

स्मार्टफ़ोन ने सटीक लेज़र प्रसंस्करण की मांग का पहला दौर शुरू किया

एक दशक से भी ज़्यादा समय पहले, जब स्मार्टफ़ोन अभी-अभी लॉन्च हुए थे, औद्योगिक लेज़र प्रोसेसिंग तकनीक अभी भी निम्न स्तर पर थी। फ़ाइबर लेज़र और अल्ट्राफ़ास्ट लेज़र चीनी बाज़ार में नई चीज़ें थीं और सटीक लेज़र प्रोसेसिंग की तो बात ही छोड़िए, अब तो बिल्कुल खाली। 2011 से, चीन में कम-अंत वाले सटीक लेज़र मार्किंग का धीरे-धीरे इस्तेमाल हो रहा है। उस समय, कम-शक्ति वाले सॉलिड पल्स ग्रीन लेज़र और अल्ट्रावायलेट लेज़र पर चर्चा हुई थी। और अब, अल्ट्राफ़ास्ट लेज़र का धीरे-धीरे व्यावसायिक उपयोग होने लगा है, और अल्ट्राफ़ास्ट सटीक लेज़र प्रोसेसिंग पर चर्चा हो रही है।

सटीक लेज़र प्रसंस्करण का व्यापक अनुप्रयोग मुख्यतः स्मार्टफ़ोन के विकास से प्रेरित है। कैमरा स्लाइड, फ़िंगरप्रिंट मॉड्यूल, होम बटन, कैमरा ब्लाइंड होल और अनियमित आकार के कटिंग मोबाइल फ़ोन पैनल आदि का उत्पादन, सभी अल्ट्राफ़ास्ट लेज़र सटीक कटिंग की तकनीकी सफलता से लाभान्वित होते हैं। मुख्य चीनी लेज़र सटीक प्रसंस्करण निर्माताओं का सटीक प्रसंस्करण व्यवसाय उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से आता है। दूसरे शब्दों में, सटीक लेज़र प्रसंस्करण में उछाल का अंतिम दौर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, विशेष रूप से स्मार्टफ़ोन और डिस्प्ले पैनल द्वारा संचालित है।

लेजर पैनल कटिंग

2021 से, स्मार्टफोन, पहनने योग्य रिस्टबैंड और डिस्प्ले पैनल जैसे उपभोक्ता उत्पादों में गिरावट का रुख देखा गया है, जिससे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स प्रसंस्करण उपकरणों की मांग कम हुई है और इसके विकास पर दबाव बढ़ा है। तो क्या नया iPhone14 प्रसंस्करण क्षेत्र में तेज़ी का एक नया दौर शुरू कर सकता है? लेकिन लोगों के नए फ़ोन खरीदने के कम इच्छुक होने के मौजूदा रुझान को देखते हुए, यह लगभग तय है कि स्मार्टफ़ोन बाज़ार की मांग में नई वृद्धि में योगदान नहीं दे सकते। कुछ साल पहले लोकप्रिय रहे 5G और फोल्डेबल फ़ोन केवल आंशिक स्टॉक रिप्लेसमेंट ला सकते हैं। तो, सटीक लेज़र प्रसंस्करण में मांग में अगले दौर की तेज़ी कहाँ हो सकती है?

चीन के सेमीकंडक्टर और चिप उद्योग का उदय

चीन एक वास्तविक विश्व कारखाना है। 2020 में, चीन के विनिर्माण उद्योग का अतिरिक्त मूल्य विश्व हिस्सेदारी का 28.5% था। यह चीन का विशाल विनिर्माण उद्योग ही है जो लेज़र प्रसंस्करण और विनिर्माण के लिए अपार बाजार क्षमता लाता है। हालाँकि, चीन के विनिर्माण उद्योग में प्रारंभिक चरण में तकनीकी संचय कमजोर है, और उनमें से अधिकांश मध्यम और निम्न-स्तरीय उद्योग हैं। पिछले दशक में मशीनरी, परिवहन, ऊर्जा, समुद्री इंजीनियरिंग, एयरोस्पेस, विनिर्माण उपकरण आदि में उल्लेखनीय प्रगति हुई है, जिसमें लेज़र और लेज़र उपकरणों का विकास भी शामिल है, जिसने अंतर्राष्ट्रीय उन्नत स्तर के साथ अंतर को बहुत कम कर दिया है।

सेमीकंडक्टर उद्योग संघ के आंकड़ों के अनुसार, मुख्य भूमि चीन दुनिया का सबसे तेज फैब बिल्डर है, जिसमें 31 बड़े फैब परिपक्व प्रक्रिया पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं, जो 2024 के अंत तक पूरा होने की उम्मीद है; यह गति उसी अवधि के दौरान ताइवान, चीन में संचालन में लगाए जाने वाले 19 फैबों के साथ-साथ संयुक्त राज्य अमेरिका में अपेक्षित 12 फैबों से बहुत अधिक है।

कुछ समय पहले, चीन ने घोषणा की थी कि शंघाई एकीकृत परिपथ उद्योग ने 14nm चिप प्रक्रिया को पार कर लिया है और एक निश्चित बड़े पैमाने पर उत्पादन हासिल कर लिया है। घरेलू उपकरणों, ऑटोमोबाइल और संचार में उपयोग किए जाने वाले 28nm से ऊपर के कुछ चिप्स के लिए, चीन अत्यधिक परिपक्व उत्पादन प्रक्रिया का दावा करता है और अधिकांश घरेलू चिप्स की समग्र मांग को पूरी तरह से पूरा कर सकता है। अमेरिकी चिप्स अधिनियम के लागू होने के साथ, चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका के बीच चिप प्रौद्योगिकी प्रतिस्पर्धा और तीव्र हो गई है, और आपूर्ति अधिशेष हो सकता है। 2021 में चीन के चिप्स आयात में उल्लेखनीय गिरावट देखी गई।

लेजर संसाधित चिप

अर्धचालक चिप्स प्रसंस्करण में प्रयुक्त लेज़र

वेफर अर्धचालक उत्पादों और चिप्स की मूल सामग्री हैं, जिन्हें विकसित होने के बाद यांत्रिक रूप से पॉलिश करने की आवश्यकता होती है। बाद के चरण में, वेफर कटिंग, जिसे वेफर डाइसिंग भी कहा जाता है, का बहुत महत्व है। प्रारंभिक लघु-पल्स डीपीएसएस लेजर वेफर कटिंग तकनीक यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में विकसित और परिपक्व हो चुकी है। जैसे-जैसे अल्ट्राफास्ट लेजर की शक्ति बढ़ती है, भविष्य में इसका उपयोग धीरे-धीरे मुख्यधारा बन जाएगा, खासकर वेफर कटिंग, माइक्रो-ड्रिलिंग होल और क्लोज्ड बीटा टेस्ट जैसी प्रक्रियाओं में। अल्ट्राफास्ट लेजर उपकरणों की मांग क्षमता अपेक्षाकृत अधिक है।

अब, चीन में ऐसे सटीक लेज़र उपकरण निर्माता मौजूद हैं जो वेफर स्लॉटिंग उपकरण प्रदान कर सकते हैं, जिनका उपयोग 28nm प्रक्रिया के तहत 12-इंच वेफर्स की सतह स्लॉटिंग के लिए किया जा सकता है, और लेज़र वेफर क्रिप्टो कटिंग उपकरण MEMS सेंसर चिप्स, मेमोरी चिप्स और अन्य उच्च-स्तरीय चिप निर्माण क्षेत्रों में भी लागू होते हैं। 2020 में, शेन्ज़ेन की एक बड़ी लेज़र कंपनी ने कांच और सिलिकॉन स्लाइस को अलग करने के लिए लेज़र डिबॉन्डिंग उपकरण विकसित किया, और इस उपकरण का उपयोग उच्च-स्तरीय सेमीकंडक्टर चिप्स के उत्पादन के लिए किया जा सकता है।

लेजर कटिंग चिप वेफर

2022 के मध्य में, वुहान स्थित एक लेज़र उद्यम ने पूर्ण-स्वचालित लेज़र-संशोधित कटिंग उपकरण प्रस्तुत किया, जिसका चिप्स के क्षेत्र में लेज़र सतह उपचार में सफलतापूर्वक उपयोग किया गया। यह उपकरण माइक्रोन श्रेणी के अर्धचालक पदार्थों की सतह पर लेज़र संशोधन करने के लिए उच्च-परिशुद्धता वाले फेमटोसेकंड लेज़र और अत्यंत कम पल्स ऊर्जा का उपयोग करता है, जिससे अर्धचालक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार होता है। यह उपकरण उच्च-लागत वाले, संकीर्ण-चैनल (≥20um) यौगिक अर्धचालक SiC, GaAs, LiTaO3 और अन्य वेफर चिप आंतरिक संशोधन कटिंग, जैसे सिलिकॉन चिप्स, MEMS सेंसर चिप्स, CMOS चिप्स, आदि के लिए उपयुक्त है।

चीन लिथोग्राफी मशीनों की प्रमुख तकनीकी समस्याओं से निपट रहा है, जिससे लिथोग्राफी मशीनों के उपयोग से संबंधित एक्साइमर लेजर और चरम पराबैंगनी लेजर की मांग बढ़ेगी, लेकिन चीन में इस क्षेत्र में पहले बहुत कम शोध हुआ है।

उच्च गुणवत्ता वाले और चिप्स के लिए सटीक लेजर प्रसंस्करण हेड्स का चलन अगली लहर बन सकता है

चीन के सेमीकंडक्टर चिप उद्योग में पहले की कमज़ोरी के कारण, लेज़र प्रोसेसिंग चिप्स पर बहुत कम शोध और अनुप्रयोग हुए थे, जिनका उपयोग सबसे पहले डाउनस्ट्रीम उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों की टर्मिनल असेंबली में किया गया था। भविष्य में, चीन में सटीक लेज़र प्रोसेसिंग का मुख्य बाज़ार धीरे-धीरे सामान्य इलेक्ट्रॉनिक पुर्जों के प्रसंस्करण से अपस्ट्रीम सामग्रियों और प्रमुख घटकों, विशेष रूप से सेमीकंडक्टर सामग्रियों, बायोमेडिकल और पॉलीमर सामग्रियों के प्रसंस्करण की ओर बढ़ेगा।

सेमीकंडक्टर चिप उद्योग में अधिक से अधिक लेज़र अनुप्रयोग प्रक्रियाएँ विकसित की जाएँगी। उच्च-परिशुद्धता वाले चिप उत्पादों के लिए, गैर-संपर्क ऑप्टिकल प्रसंस्करण सबसे उपयुक्त विधि है। चिप्स की भारी माँग के साथ, चिप उद्योग द्वारा परिशुद्धता वाले लेज़र प्रसंस्करण उपकरणों की मांग के अगले दौर में योगदान देने की बहुत संभावना है।