精密レーザー加工の次のブームはどこにあるのでしょうか?

つい最近、Apple Inc. 1年に1回のアップデートの習慣を維持しながら、新世代のiPhone 14のリリースを正式に発表しました。 「iPhoneが14世代まで進化した」ことに衝撃を受けるユーザーも多い。 そして、中国市場ではすぐに100万件を超えるオンライン予約を獲得しました。 iPhoneは今でも若者の間で人気があります。

スマートフォンが精密レーザー加工の需要の第一波を引き起こした

10年以上前、スマートフォンが発売されたばかりの頃は、産業用レーザー加工技術はまだ低いレベルでした。 ファイバーレーザーや超高速レーザーは、精密レーザー加工は言うまでもなく、中国市場では目新しいものであり、空白でした。 2011年以来、中国では低エンドの精密レーザーマーキングが徐々に導入されてきました。 当時は小出力固体パルス緑色レーザーや紫外線レーザーが議論されていました。 そして現在では、超高速レーザーが徐々に商業利用されるようになり、超高速精密レーザー加工が話題になっています。

精密レーザー加工の大量応用は、主にスマートフォンの開発によって推進されています。 カメラスライド、指紋モジュール、HOMEキー、カメラの盲点、携帯電話パネルの不規則な形状の切断などの製造はすべて、超高速レーザー精密切断の技術革新の恩恵を受けています。 中国の主なレーザー精密加工メーカーの精密加工事業は民生用電子機器向けである。 つまり、精密レーザー加工の最近のブームは、民生用電子機器、特にスマートフォンやディスプレイパネルによって推進されているということです。

レーザーパネル切断

2021年以降、スマートフォン、ウェアラブルリストバンド、ディスプレイパネルなどの消費者向け製品は下降傾向を示しており、消費者向け電子機器処理機器の需要が弱まり、その成長に対する圧力が高まっています。 では、新型iPhone14は新たなプロセッサブームを巻き起こせるのでしょうか？しかし、人々が新しいスマートフォンを購入する意欲が低下している現在の傾向から判断すると、スマートフォンが市場需要の新たな成長に貢献できないことはほぼ確実です。 数年前に人気があった5Gや折りたたみ式の携帯電話は、在庫の一部を交換するだけで済む可能性があります。 では、精密レーザー加工の需要が次に急増するのはどこでしょうか?

中国の半導体・チップ産業の台頭

中国はまさに世界の工場だ。 2020年、中国の製造業の付加価値は世界シェアの28.5％を占めた。 レーザー加工と製造に巨大な市場ポテンシャルをもたらすのは、中国の巨大な製造業です。 しかし、中国の製造業は初期段階の技術蓄積が弱く、その多くが中低位の産業である。 過去10年間、機械、輸送、エネルギー、海洋工学、航空宇宙、製造設備などの分野で大きな進歩が見られ、レーザーおよびレーザー機器の発展も含め、国際先進レベルとの差は大幅に縮まりました。

半導体工業会の統計によると、中国本土は世界で最も速いペースで工場を建設しており、成熟プロセスに重点を置いた31の大規模工場が2024年末までに完成する予定である。このスピードは、同時期に台湾で稼働予定の19の工場や、米国で予想される12の工場を大幅に上回っている。

中国は少し前に、上海の集積回路産業が14nmチッププロセスを突破し、一定の量産規模を達成したと発表した。 家電、自動車、通信に使用される28nm以上のチップの一部については、中国は非常に成熟した生産プロセスを誇り、ほとんどのチップの全体的な需要を国内で完全に満たすことができます。 米国の導入により CHIPS法では、中国と米国間のチップ技術競争がさらに激しくなり、供給過剰になる可能性がある。 2021  中国の半導体輸入が大幅に減少した。

レーザー加工チップ

半導体チップの加工に使用されるレーザー

ウェハは半導体製品やチップの原料であり、成長後に機械的に研磨する必要があります。 後の段階では、ウェーハダイシングとも呼ばれるウェーハ切断が非常に重要です。 初期の短パルス DPSS レーザー ウェーハ切断技術は、欧州と米国で開発され、成熟しました。 超高速レーザーの出力が増加するにつれて、特にウェーハ切断、マイクロドリリング穴あけ、クローズドベータテストなどの手順において、超高速レーザーの使用は将来徐々に主流になるでしょう。 超高速レーザー装置の需要潜在性は比較的大きい。

現在、中国には、28nmプロセスによる12インチウェハの表面スロッティングに適用できるウェハスロッティング装置や、MEMSセンサーチップ、メモリチップ、その他のハイエンドチップ製造分野に適用されるレーザーウェハ暗号切断装置を提供できる精密レーザー装置メーカーが存在します。 2020年、深センの大手レーザー企業は、ガラスとシリコンのスライスの分離を実現するレーザー剥離装置を開発し、この装置はハイエンドの半導体チップの製造に使用できます。

レーザー切断チップウェーハ

2022年半ば、武漢のレーザー企業は全自動レーザー改造切断装置を発表し、チップ分野のレーザー表面処理に成功裏に応用されました。 この装置は、高精度のフェムト秒レーザーと極めて低いパルスエネルギーを使用して、半導体材料の表面をミクロン単位でレーザー改質し、半導体光電子デバイスの性能を大幅に向上させます。 この装置は、高コスト、狭チャネル（≥20um）の複合半導体SiC、GaAs、LiTaO3、およびシリコンチップ、MEMSセンサーチップ、CMOSチップなどの他のウェーハチップ内部変更切断に適しています。 

中国はリソグラフィー機器の主要な技術的問題に取り組んでおり、それがリソグラフィー機器の使用に関連するエキシマレーザーと極端紫外線レーザーの需要を促進することになるが、中国ではこれまでこの分野の研究はほとんど行われていない。

ハイエンドおよびチップ用の精密レーザー加工ヘッドが次のブームの波になるかもしれない

これまで中国の半導体チップ産業は弱かったため、下流の消費者向け電子製品の端末組み立てに最初に使用されるレーザー加工チップに関する研究と応用はほとんど行われていませんでした。 今後、中国における精密レーザー加工の主な市場は、一般的な電子部品の加工から上流の材料や主要部品、特に半導体材料、バイオメディカル、ポリマー材料の製造へと徐々に移行していくでしょう。

半導体チップ業界におけるレーザー応用プロセスがますます開発されるでしょう。 高精度チップ製品には非接触光加工が最適な方法です。 チップの需要が非常に高いことから、チップ業界は精密レーザー加工装置の次なる需要拡大に貢献する可能性が非常に高いと考えられます。