परिशुद्धता लेजर प्रसंस्करण में अगले दौर की तेजी कहां है?

कुछ समय पहले, एप्पल इंक. आधिकारिक तौर पर iPhone 14 की नई पीढ़ी को जारी करने की घोषणा की, एक वर्ष में एक अपडेट की आदत को बनाए रखते हुए। कई उपयोगकर्ता इस बात से हैरान हैं कि "आईफोन 14वीं पीढ़ी तक विकसित हो गया है"। और इसने शीघ्र ही चीनी बाजार में 1 मिलियन से अधिक ऑनलाइन बुकिंग प्राप्त कर ली। आईफोन अभी भी युवाओं में लोकप्रिय है।

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

एक दशक से भी अधिक समय पहले, जब स्मार्टफोन अभी-अभी लॉन्च हुए थे, औद्योगिक लेजर प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी अभी भी निम्न स्तर पर थी। फाइबर लेजर और अल्ट्राफास्ट लेजर चीनी बाजार में नई चीजें थीं और सटीक लेजर प्रसंस्करण की बात तो दूर रही। 2011 से, चीन में धीरे-धीरे निम्न-स्तरीय परिशुद्धता लेजर अंकन लागू किया गया है। उस समय, लघु-शक्ति ठोस पल्स ग्रीन लेजर और पराबैंगनी लेजर पर चर्चा की गई थी। और अब, अल्ट्राफास्ट लेजर का उपयोग धीरे-धीरे वाणिज्यिक उद्देश्यों के लिए किया जाने लगा है, और अल्ट्राफास्ट परिशुद्धता लेजर प्रसंस्करण के बारे में बात की जा रही है।

सटीक लेजर प्रसंस्करण का व्यापक अनुप्रयोग मुख्यतः स्मार्टफोन विकास द्वारा संचालित है। कैमरा स्लाइड, फिंगरप्रिंट मॉड्यूल, होम कुंजी, कैमरा ब्लाइंड होल, तथा मोबाइल फोन पैनल के अनियमित आकार की कटिंग आदि का उत्पादन, सभी अल्ट्राफास्ट लेजर परिशुद्ध कटिंग की प्रौद्योगिकी सफलता से लाभान्वित होते हैं। मुख्य चीनी लेजर परिशुद्धता प्रसंस्करण निर्माताओं का परिशुद्धता प्रसंस्करण व्यवसाय उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स से है। कहने का तात्पर्य यह है कि, परिशुद्ध लेजर प्रसंस्करण में उछाल का अंतिम दौर उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, विशेष रूप से स्मार्टफोन 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 कमजोर हुई है और इसके विकास पर अधिक दबाव पड़ा है। तो क्या नया iPhone14 प्रोसेसिंग बूम का एक नया दौर शुरू कर सकता है? लेकिन मौजूदा रुझान को देखते हुए कि लोग नया फ़ोन खरीदने के लिए कम इच्छुक हैं, यह लगभग तय है कि स्मार्टफ़ोन बाज़ार की माँग में नई वृद्धि में योगदान नहीं दे सकते। 5G और फोल्डेबल फोन जो कुछ साल पहले लोकप्रिय थे, उन्हें आंशिक स्टॉक रिप्लेसमेंट के साथ लाया जा सकता है। तो, परिशुद्ध लेजर प्रसंस्करण में मांग में अगले दौर की वृद्धि कहां हो सकती है?

चीन के सेमीकंडक्टर और चिप उद्योग का उदय

चीन वास्तव में एक विश्व कारखाना है। 2020 में, चीन के विनिर्माण उद्योग का अतिरिक्त मूल्य विश्व हिस्सेदारी का 28.5% है। यह चीन का विशाल विनिर्माण उद्योग है जो लेजर प्रसंस्करण और विनिर्माण के लिए विशाल बाजार क्षमता लेकर आता है। हालाँकि, चीन के विनिर्माण उद्योग में प्रारंभिक चरण में तकनीकी संचय कमजोर है, और उनमें से अधिकांश मध्यम और निम्न-अंत उद्योग हैं। पिछले दशक में मशीनरी, परिवहन, ऊर्जा, समुद्री इंजीनियरिंग, एयरोस्पेस, विनिर्माण उपकरण आदि में बड़ी प्रगति देखी गई है, जिसमें लेजर और लेजर 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 सर्किट उद्योग ने 14nm चिप प्रक्रिया को पार कर लिया है और एक निश्चित बड़े पैमाने पर उत्पादन पैमाने को हासिल कर लिया है। घरेलू उपकरणों, ऑटोमोबाइल और संचार में उपयोग किए जाने वाले 28nm से ऊपर के कुछ चिप्स के लिए, चीन परिपक्व उत्पादन प्रक्रिया से अधिक का दावा करता है, और आंतरिक रूप से अधिकांश चिप्स की समग्र मांग को पूरी तरह से पूरा कर सकता है। अमेरिका के आगमन के साथ चिप्स अधिनियम के तहत, चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका के बीच चिप प्रौद्योगिकी प्रतिस्पर्धा अधिक तीव्र हो गई है, तथा आपूर्ति अधिशेष हो सकता है। 2021  चीन के चिप्स आयात में उल्लेखनीय गिरावट देखी गई।

लेजर संसाधित चिप

अर्धचालक चिप्स प्रसंस्करण में प्रयुक्त लेज़र

वेफर्स अर्धचालक उत्पादों और चिप्स की मूल सामग्री हैं, जिन्हें विकास के बाद यांत्रिक रूप से पॉलिश करने की आवश्यकता होती है। बाद के चरण में, वेफर कटिंग, जिसे वेफर डाइसिंग भी कहा जाता है, बहुत महत्वपूर्ण है। प्रारंभिक लघु-पल्स डीपीएसएस लेजर वेफर कटिंग प्रौद्योगिकी यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में विकसित और परिपक्व हो चुकी है। जैसे-जैसे अल्ट्राफास्ट लेजर की शक्ति बढ़ेगी, भविष्य में इसका उपयोग धीरे-धीरे मुख्यधारा बन जाएगा, विशेष रूप से वेफर कटिंग, माइक्रो-ड्रिलिंग छेद, बंद बीटा परीक्षण जैसी प्रक्रियाओं में। अल्ट्राफास्ट लेजर उपकरणों की मांग क्षमता तुलनात्मक रूप से बड़ी है।

अब, चीन में ऐसे परिशुद्धता लेजर उपकरण निर्माता मौजूद हैं जो वेफर स्लॉटिंग उपकरण प्रदान कर सकते हैं, जिसे 28nm प्रक्रिया के तहत 12-इंच वेफर्स की सतह स्लॉटिंग पर लागू किया जा सकता है, और लेजर वेफर क्रिप्टो कटिंग उपकरण MEMS सेंसर चिप्स, मेमोरी चिप्स और अन्य उच्च-स्तरीय चिप निर्माण क्षेत्रों पर लागू किया जा सकता है। 2020 में, शेन्ज़ेन में एक बड़े लेजर उद्यम ने ग्लास और सिलिकॉन स्लाइस के पृथक्करण का एहसास करने के लिए लेजर डिबॉन्डिंग उपकरण विकसित किया, और उपकरण का उपयोग उच्च अंत अर्धचालक चिप्स का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है।

लेजर कटिंग चिप वेफर

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

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 कमजोरी के कारण, लेजर प्रसंस्करण 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 लेजर प्रसंस्करण का मुख्य बाजार धीरे-धीरे सामान्य इलेक्ट्रॉनिक भागों के प्रसंस्करण से अपस्ट्रीम सामग्रियों और प्रमुख घटकों, विशेष रूप से अर्धचालक सामग्रियों, जैव चिकित्सा और बहुलक सामग्रियों की तैयारी की ओर बढ़ेगा।

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