Di Mana Babak Berikutnya dari Kemajuan dalam Pemrosesan Laser Presisi?

Belum lama ini, Apple Inc. secara resmi mengumumkan peluncuran iPhone 14 generasi baru, mempertahankan kebiasaan pembaruan satu kali setahun. Banyak pengguna terkejut bahwa "iPhone telah berkembang ke generasi ke-14". Dan iPhone dengan cepat meraih lebih dari 1 juta pemesanan online di pasar Tiongkok. iPhone masih populer di kalangan anak muda.

Ponsel pintar memicu gelombang pertama permintaan untuk pemrosesan laser presisi

Lebih dari satu dekade yang lalu, ketika ponsel pintar baru diluncurkan, teknologi pemrosesan laser industri masih berada pada tingkat yang rendah. Laser serat dan laser ultra cepat masih merupakan hal baru dan belum ada di pasar Tiongkok, apalagi pemrosesan laser presisi. Sejak 2011, penandaan laser presisi kelas bawah telah diterapkan secara bertahap di Tiongkok. Pada saat itu, laser hijau pulsa padat berdaya rendah dan laser ultraviolet sedang dibahas. Dan sekarang, laser ultra cepat secara bertahap telah digunakan untuk tujuan komersial, dan pemrosesan laser presisi ultra cepat sedang dibicarakan.

Penerapan pemrosesan laser presisi secara massal sebagian besar didorong oleh perkembangan ponsel pintar. Produksi slide kamera, modul sidik jari, tombol HOME, lubang buta kamera, dan panel ponsel dengan bentuk tidak beraturan, dll., semuanya diuntungkan oleh terobosan teknologi pemotongan presisi laser ultra cepat. Bisnis pemrosesan presisi dari produsen-produsen pemrosesan presisi laser utama Tiongkok berasal dari elektronik konsumen. Dengan kata lain, gelombang terakhir lonjakan pemrosesan laser presisi didorong oleh elektronik konsumen, terutama ponsel pintar dan panel layar.

Pemotongan Panel Laser

Sejak tahun 2021, produk konsumen seperti ponsel pintar, gelang tangan yang dapat dikenakan, dan panel layar menunjukkan tren penurunan, yang menyebabkan melemahnya permintaan akan peralatan pemrosesan elektronik konsumen dan tekanan yang lebih besar pada pertumbuhannya. Lalu, bisakah iPhone 14 yang baru memulai gelombang baru lonjakan pemrosesan? Namun, melihat tren saat ini di mana orang-orang kurang berminat membeli ponsel baru, hampir dapat dipastikan bahwa ponsel pintar tidak dapat berkontribusi pada pertumbuhan permintaan pasar yang baru. 5G dan ponsel lipat yang populer beberapa tahun lalu mungkin hanya akan menggantikan sebagian stok. Lalu, di mana gelombang peningkatan permintaan berikutnya dalam pemrosesan laser presisi?

Kebangkitan industri semikonduktor dan chip Tiongkok

Tiongkok adalah pabrik dunia yang sesungguhnya. Pada tahun 2020, nilai tambah industri manufaktur Tiongkok mencapai 28,5% dari pangsa dunia. Industri manufaktur Tiongkok yang besar membawa potensi pasar yang sangat besar untuk pemrosesan dan manufaktur laser. Namun, industri manufaktur Tiongkok memiliki akumulasi teknis yang lemah pada tahap awal, dan sebagian besar merupakan industri kelas menengah dan bawah. Dekade terakhir telah menyaksikan kemajuan pesat di bidang permesinan, transportasi, energi, teknik kelautan, kedirgantaraan, peralatan manufaktur, dll., termasuk pengembangan laser dan peralatan laser, yang telah mempersempit kesenjangan dengan tingkat kemajuan internasional.

Menurut statistik dari Asosiasi Industri Semikonduktor, daratan Cina merupakan pembangun pabrik tercepat di dunia, dengan 31 pabrik besar yang berfokus pada proses matang yang diharapkan rampung pada akhir tahun 2024; Kecepatannya jauh melampaui 19 pabrik yang dijadwalkan akan dioperasikan di Taiwan, Cina selama periode yang sama, serta 12 pabrik yang diharapkan dibangun di Amerika Serikat.

Belum lama ini, Tiongkok mengumumkan bahwa industri sirkuit terpadu Shanghai telah menembus proses chip 14nm dan mencapai skala produksi massal tertentu. Untuk beberapa chip di atas 28nm yang digunakan dalam peralatan rumah tangga, otomotif, dan komunikasi, Tiongkok membanggakan proses produksi yang sangat matang, dan dapat memenuhi permintaan keseluruhan sebagian besar chip secara internal dengan sempurna. Dengan diberlakukannya Undang-Undang CHIPS AS, persaingan teknologi chip antara Tiongkok dan Amerika Serikat semakin ketat, dan kemungkinan akan terjadi surplus pasokan. Tahun 2021 menyaksikan penurunan impor chip Tiongkok yang signifikan.

Chip yang Diproses Laser

Laser yang digunakan dalam pemrosesan chip semikonduktor

Wafer merupakan material dasar produk dan chip semikonduktor, yang perlu dipoles secara mekanis setelah proses pertumbuhan. Pada tahap selanjutnya, pemotongan wafer, juga dikenal sebagai pemotongan wafer, sangat penting. Teknologi pemotongan wafer laser DPSS pulsa pendek yang pertama telah dikembangkan dan dimatangkan di Eropa dan Amerika Serikat. Seiring dengan meningkatnya daya laser ultracepat, penggunaannya secara bertahap akan menjadi arus utama di masa mendatang, terutama dalam prosedur seperti pemotongan wafer, pengeboran lubang mikro, dan uji beta tertutup. Potensi permintaan peralatan laser ultracepat relatif besar.

Kini, terdapat produsen peralatan laser presisi di Tiongkok yang dapat menyediakan peralatan pelapisan wafer. Peralatan ini dapat diaplikasikan pada pelapisan permukaan wafer 12 inci dengan proses 28nm, serta peralatan pemotongan kripto wafer laser yang diaplikasikan pada chip sensor MEMS, chip memori, dan bidang manufaktur chip kelas atas lainnya. Pada tahun 2020, sebuah perusahaan laser besar di Shenzhen mengembangkan peralatan debonding laser untuk memisahkan irisan kaca dan silikon, dan peralatan ini dapat digunakan untuk memproduksi chip semikonduktor kelas atas.

Chip Wafer Pemotongan Laser

Pada pertengahan 2022, sebuah perusahaan laser di Wuhan meluncurkan peralatan pemotongan modifikasi laser otomatis penuh, yang berhasil diaplikasikan pada perawatan permukaan laser di bidang chip. Perangkat ini menggunakan laser femtodetik presisi tinggi dan energi pulsa yang sangat rendah untuk melakukan modifikasi laser pada permukaan material semikonduktor dalam rentang mikron, sehingga meningkatkan kinerja perangkat optoelektronik semikonduktor secara signifikan. Peralatan ini cocok untuk semikonduktor majemuk SiC, GaAs, LiTaO3 berbiaya tinggi, saluran sempit (≥20 um), dan pemotongan modifikasi internal chip wafer lainnya, seperti chip silikon, chip sensor MEMS, chip CMOS, dll.

Tiongkok sedang mengatasi masalah teknis utama pada mesin litografi, yang akan memacu permintaan laser excimer dan laser ultraviolet ekstrem yang terkait dengan penggunaan mesin litografi, tetapi sebelumnya hanya ada sedikit penelitian di bidang ini di Tiongkok.

Kepala pemrosesan laser presisi untuk chip dan perangkat kelas atas mungkin menjadi tren berikutnya

Akibat lemahnya industri cip semikonduktor Tiongkok sebelumnya, penelitian dan aplikasi cip pemrosesan laser masih sangat terbatas, yang awalnya digunakan dalam perakitan terminal produk elektronik konsumen hilir. Ke depannya, pasar utama pemrosesan laser presisi di Tiongkok akan secara bertahap beralih dari pemrosesan komponen elektronik umum ke material dan komponen kunci hulu, terutama penyiapan material semikonduktor, biomedis, dan polimer.

Semakin banyak proses aplikasi laser dalam industri chip semikonduktor akan dikembangkan. Untuk produk chip presisi tinggi, pemrosesan optik non-kontak merupakan metode yang paling sesuai. Dengan permintaan chip yang sangat besar, industri chip kemungkinan besar akan berkontribusi pada permintaan berikutnya untuk peralatan pemrosesan laser presisi.