Hol várható a precíziós lézeres megmunkálás fellendülésének következő köre?

Nemrégiben az Apple Inc. hivatalosan is bejelentette az iPhone 14 új generációjának megjelenését, megtartva az évi egy frissítés szokását. Sok felhasználó megdöbbent, hogy az „iPhone elérte a 14. generációt”. És gyorsan több mint 1 millió online foglalást szerzett a kínai piacon. Az iPhone továbbra is népszerű a fiatalok körében.

Az okostelefonok indították el az első hullámot a precíziós lézeres megmunkálás iránti kereslet növekedésében

Több mint egy évtizeddel ezelőtt, amikor az okostelefonok megjelentek, az ipari lézeres megmunkálási technológia még alacsony szinten volt. A szálas lézer és az ultragyors lézer újdonságnak és üresnek számított a kínai piacon, nem is beszélve a precíziós lézeres megmunkálásról. 2011 óta fokozatosan alkalmazzák Kínában az alacsony kategóriájú precíziós lézeres jelölést. Akkoriban a kis teljesítményű, szilárd impulzusú zöld lézerről és az ultraibolya lézerről volt szó. Most pedig az ultragyors lézert fokozatosan kereskedelmi célokra használják, és az ultragyors precíziós lézeres megmunkálásról is szó esik.

A precíziós lézeres megmunkálás tömeges alkalmazását nagyrészt az okostelefonok fejlesztése hajtja. A kamera-diák, ujjlenyomat-modulok, HOME gombok, kameravakok és a mobiltelefon-kijelzők szabálytalan alakú kivágásainak gyártása mind profitál az ultragyors lézeres precíziós vágás technológiai áttöréséből. A főbb kínai lézeres precíziós megmunkáló gyártók precíziós megmunkálási üzletága a szórakoztatóelektronika. Vagyis a precíziós lézeres megmunkálás fellendülésének utolsó hullámát a szórakoztatóelektronika, különösen az okostelefonok és a kijelzőpanelek hajtják.

Lézeres panelvágás

2021 óta a fogyasztói cikkek, mint például az okostelefonok, a viselhető csuklópántok és a kijelzőpanelek, csökkenő tendenciát mutatnak, ami a szórakoztatóelektronikai feldolgozó berendezések iránti kereslet csökkenéséhez és a növekedésükre nehezedő nagyobb nyomáshoz vezetett. Vajon az új iPhone 14 elindíthatja a feldolgozási fellendülés új hullámát? De a jelenlegi trendből ítélve, miszerint az emberek kevésbé hajlandóak új telefont vásárolni, szinte biztos, hogy az okostelefonok nem tudnak hozzájárulni a piaci kereslet új növekedéséhez. Az 5G és az összecsukható telefonok, amelyek néhány évvel ezelőtt népszerűek voltak, csak részleges készletpótlást hozhatnak. Szóval, hol lehet a precíziós lézeres megmunkálás iránti kereslet következő hulláma?

A kínai félvezető- és chipipar felemelkedése

Kína egy igazi világgyár. 2020-ban a kínai feldolgozóipar hozzáadott értéke a világpiac 28,5%-át tette ki. Kína hatalmas feldolgozóipara hatalmas piaci potenciált kínál a lézeres megmunkálás és gyártás számára. Kína feldolgozóipara azonban a korai szakaszban gyenge műszaki felhalmozódással rendelkezik, és ezek többsége közép- és alsó kategóriás iparág. Az elmúlt évtizedben jelentős fejlődés történt a gépipar, a közlekedés, az energetika, a hajózás, a repülőgépipar, a gyártóberendezések stb. területén, beleértve a lézerek és lézerberendezések fejlesztését is, ami jelentősen csökkentette a szakadékot a nemzetközi haladó szinttel.

A Félvezető Ipari Szövetség statisztikái szerint Kína szárazföldi része a világ leggyorsabb gyárépítője, ahol várhatóan 2024 végére 31 nagy, kiforrott folyamatokra összpontosító gyár épül; A sebesség jelentősen meghaladja a Tajvanon, Kínában ugyanebben az időszakban üzembe helyezni tervezett 19 gyárat, valamint az Egyesült Államokban várhatóan felállítandó 12 gyárat.

Nemrégiben Kína bejelentette, hogy a sanghaji integrált áramköri iparág áttörte a 14 nm-es chipgyártási folyamatot, és elérte a tömeggyártás egy bizonyos mértékét. A háztartási gépekben, autókban és kommunikációs eszközökben használt 28 nm feletti chipek esetében Kína rendkívül fejlett gyártási folyamattal büszkélkedhet, és tökéletesen ki tudja elégíteni a legtöbb chip iránti hazai keresletet. Az amerikai CHIPS törvény bevezetésével a chiptechnológiai verseny Kína és az Egyesült Államok között intenzívebbé vált, és kínálati túlkínálat alakulhat ki. 2021-ben jelentősen csökkent Kína chipimportja.

Lézerrel megmunkált chip

A félvezető chipek feldolgozásában használt lézer

A waferek a félvezető termékek és chipek alapanyagai, amelyeket a növesztés után mechanikusan polírozni kell. A későbbi szakaszban nagy jelentőséggel bír a wafervágás, más néven wafer kockázás. A korai rövid impulzusú DPSS lézeres wafervágási technológiát Európában és az Egyesült Államokban fejlesztették ki és érlelték. Az ultragyors lézerek teljesítményének növekedésével a jövőben fokozatosan elterjed majd a használata, különösen az olyan eljárásokban, mint a wafervágás, a mikrofuratok készítése és a zárt béta tesztek. Az ultragyors lézerberendezések iránti kereslet potenciálja viszonylag nagy.

Kínában ma már léteznek precíziós lézerberendezés-gyártók, amelyek olyan lapkavágó berendezéseket kínálnak, amelyek 12 hüvelykes lapkák felületi vágásához alkalmazhatók 28 nm-es eljárással, valamint lézeres lapka kriptovágó berendezéseket, amelyeket MEMS érzékelőchipekhez, memóriachipekhez és más csúcskategóriás chipgyártási területekhez alkalmaznak. 2020-ban egy nagy lézergyártó vállalat Sencsenben lézeres leválasztó berendezést fejlesztett ki az üveg és a szilícium szeletek elválasztására, és a berendezés csúcskategóriás félvezető chipek előállítására használható.

Lézervágó forgácslap

2022 közepén egy vuhani lézergyártó vállalat bemutatta teljesen automatikus, lézerrel módosított vágóberendezését, amelyet sikeresen alkalmaztak lézeres felületkezelésre a chipek területén. A berendezés nagy pontosságú femtoszekundumos lézert és rendkívül alacsony impulzusenergiát használ a félvezető anyagok felületén végzett lézeres módosításhoz mikronos tartományban, ezáltal jelentősen javítva a félvezető optoelektronikai eszközök teljesítményét. A berendezés alkalmas drága, keskenycsatornás (≥20 µm) félvezető vegyületek, SiC, GaAs, LiTaO3 és más wafer chipek belső módosítására szolgáló vágására, például szilíciumchipek, MEMS érzékelőchipek, CMOS chipek stb.

Kína a litográfiai gépek kulcsfontosságú technikai problémáival foglalkozik, ami a litográfiai gépek használatával kapcsolatos excimer lézerek és extrém ultraibolya lézerek iránti keresletet fogja előidézni, de Kínában eddig kevés kutatás folyik ezen a területen.

A csúcskategóriás és chipekhez használt precíziós lézermegmunkáló fejek lehetnek az őrület következő hulláma

A kínai félvezető chipipar korábbi gyengesége miatt kevés kutatás és alkalmazás történt a lézeres megmunkáló chipek terén, amelyeket először a fogyasztói elektronikai termékek terminálösszeszerelésében használtak. A jövőben a precíziós lézeres megmunkálás fő piaca Kínában fokozatosan az általános elektronikai alkatrészek feldolgozásától az upstream anyagok és kulcsfontosságú alkatrészek felé tolódik el, különösen a félvezető anyagok, a biomedicinális és a polimer anyagok előkészítése felé.

Egyre több lézeres alkalmazási eljárást fognak fejleszteni a félvezető chipiparban. A nagy pontosságú chiptermékekhez az érintésmentes optikai megmunkálás a legmegfelelőbb módszer. A chipek iránti hatalmas kereslettel a chipiepar nagy valószínűséggel hozzájárul majd a precíziós lézeres megmunkáló berendezések iránti kereslet következő köréhez.