Di Mana Babak Berikutnya dari Kemajuan dalam Pemrosesan Laser Presisi?

Belum lama ini, Apple Inc. secara resmi mengumumkan peluncuran iPhone 14 generasi baru, melanjutkan kebiasaan satu pembaruan setiap tahun. Banyak pengguna terkejut bahwa "iPhone telah berkembang ke generasi ke-14". Dan dengan cepat memperoleh lebih dari 1 juta pemesanan daring di pasar Cina. iPhone masih populer di kalangan anak muda.

Ponsel pintar memicu gelombang pertama permintaan untuk pemrosesan laser presisi

Lebih dari satu dekade lalu, ketika telepon pintar baru diluncurkan, teknologi pemrosesan laser industri masih pada tingkat rendah. Laser serat dan laser ultracepat merupakan hal baru dan kosong di pasaran Cina, belum lagi pemrosesan laser presisi. Sejak 2011, penandaan laser presisi tingkat rendah telah diterapkan secara bertahap di China. Pada saat itu, laser hijau pulsa padat berdaya kecil dan laser ultraviolet dibahas. Dan sekarang, laser ultracepat secara bertahap telah digunakan untuk tujuan komersial, dan pemrosesan laser presisi ultracepat sedang dibicarakan.

Penerapan massal pemrosesan laser presisi sebagian besar didorong oleh pengembangan telepon pintar. Produksi slide kamera, modul sidik jari, tombol HOME, lubang buta kamera, dan pemotongan panel telepon seluler dengan bentuk tidak beraturan, dsb., semuanya mendapat manfaat dari terobosan teknologi pemotongan presisi laser yang sangat cepat. Bisnis pemrosesan presisi dari produsen utama pemrosesan presisi laser China berasal dari elektronik konsumen. Dengan kata lain, putaran terakhir dari kemajuan dalam pemrosesan laser presisi didukung oleh elektronik konsumen, terutama telepon pintar dan panel layar.

Pemotongan Panel Laser

Sejak tahun 2021, produk konsumen seperti telepon pintar, gelang tangan yang dapat dikenakan, dan panel layar menunjukkan tren menurun, yang menyebabkan melemahnya permintaan terhadap peralatan pemrosesan elektronik konsumen dan tekanan yang lebih besar pada pertumbuhannya. Jadi, bisakah iPhone 14 baru memulai babak 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. Ponsel 5G dan ponsel lipat yang populer beberapa tahun lalu mungkin hanya menghadirkan penggantian stok sebagian. Jadi, di mana peningkatan permintaan berikutnya dalam pemrosesan laser presisi mungkin terjadi?

Kebangkitan industri semikonduktor dan chip Tiongkok

China adalah pabrik dunia yang sesungguhnya. Pada tahun 2020, nilai tambah industri manufaktur Tiongkok menyumbang 28,5% pangsa dunia. Industri manufaktur besar di Tiongkok membawa potensi pasar yang sangat besar untuk pemrosesan dan manufaktur laser. Namun, industri manufaktur China memiliki akumulasi teknis yang lemah pada tahap awal, dan sebagian besarnya merupakan industri menengah dan bawah. Dekade terakhir telah menyaksikan kemajuan besar dalam bidang permesinan, transportasi, energi, teknik kelautan, kedirgantaraan, peralatan manufaktur, dll., termasuk pengembangan laser dan peralatan laser, yang telah sangat 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, mobil, dan komunikasi, China membanggakan proses produksi yang sangat matang, dan dapat dengan sempurna memenuhi permintaan keseluruhan untuk sebagian besar chip tersebut secara internal. Dengan diperkenalkannya AS Undang-Undang CHIPS, persaingan teknologi chip antara Tiongkok dan Amerika Serikat semakin ketat, dan mungkin ada surplus pasokan. 2021  menyaksikan penurunan signifikan dalam impor chip China.

Chip yang Diproses Laser

Laser yang digunakan dalam pemrosesan chip semikonduktor

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

Sekarang, ada produsen peralatan laser presisi di Tiongkok yang dapat menyediakan peralatan pembuatan alur wafer, yang dapat diaplikasikan pada pembuatan alur permukaan wafer berukuran 12 inci dengan proses 28 nm, dan peralatan pemotongan kripto wafer laser yang diaplikasikan pada chip sensor MEMS, chip memori, dan bidang manufaktur chip canggih lainnya. Pada tahun 2020, sebuah perusahaan laser besar di Shenzhen mengembangkan peralatan debonding laser untuk mewujudkan pemisahan irisan kaca dan silikon, dan peralatan tersebut dapat digunakan untuk memproduksi chip semikonduktor kelas atas.

Chip Wafer Pemotongan Laser

Pada pertengahan tahun 2022, sebuah perusahaan laser di Wuhan memperkenalkan 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 bahan semikonduktor dalam kisaran mikron, sehingga sangat meningkatkan kinerja perangkat optoelektronik semikonduktor. Peralatan ini cocok untuk semikonduktor majemuk berbiaya tinggi, saluran sempit (≥20um) SiC, GaAs, LiTaO3 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

Karena lemahnya industri chip semikonduktor Tiongkok sebelumnya, hanya ada sedikit penelitian dan aplikasi pada chip pemrosesan laser, yang pertama kali digunakan dalam perakitan terminal produk elektronik konsumen hilir. Di masa depan, pasar utama untuk pemrosesan laser presisi di Tiongkok secara bertahap akan beralih dari pemrosesan komponen elektronik umum ke material hulu dan komponen utama, terutama persiapan 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 adalah metode yang paling cocok. Dengan besarnya permintaan terhadap chip, industri chip kemungkinan besar akan berkontribusi pada putaran permintaan berikutnya untuk peralatan pemrosesan laser presisi.