სად არის ზუსტი ლაზერული დამუშავების ბუმის შემდეგი რაუნდი?

არც ისე დიდი ხნის წინ, Apple Inc. ოფიციალურად გამოაცხადა iPhone 14-ის ახალი თაობის გამოშვება, წელიწადში ერთი განახლების ჩვევის შენარჩუნებით. ბევრი მომხმარებელი შოკირებულია, რომ „iPhone-ი მე-14 თაობამდე განვითარდა“. და მან სწრაფად მოიპოვა 1 მილიონზე მეტი ონლაინ დაჯავშნა ჩინეთის ბაზარზე. iPhone კვლავ პოპულარულია ახალგაზრდებში.

სმარტფონებმა ზუსტი ლაზერული დამუშავების მოთხოვნის პირველი რაუნდი წამოიწყეს

ათ წელზე მეტი ხნის წინ, როდესაც სმარტფონები ახალი გამოშვებული იყო, სამრეწველო ლაზერული დამუშავების ტექნოლოგია ჯერ კიდევ დაბალ დონეზე იყო. ბოჭკოვანი და ულტრასწრაფი ლაზერი ჩინეთის ბაზარზე სიახლე და ცარიელი იყო, რომ აღარაფერი ვთქვათ ლაზერული დამუშავების სიზუსტეზე. 2011 წლიდან ჩინეთში თანდათანობით გამოიყენება დაბალი დონის სიზუსტის ლაზერული მარკირება. იმ დროს განიხილებოდა მცირე სიმძლავრის მყარი იმპულსური მწვანე ლაზერი და ულტრაიისფერი ლაზერი. ახლა კი, ულტრასწრაფი ლაზერი თანდათან გამოიყენება კომერციული მიზნებისთვის და საუბარია ულტრასწრაფი ზუსტი ლაზერული დამუშავების შესახებ.

ზუსტი ლაზერული დამუშავების მასობრივი გამოყენება დიდწილად სმარტფონების განვითარებით არის განპირობებული. კამერის სლაიდების, თითის ანაბეჭდის მოდულების, HOME კლავიშების, კამერის ჟალუზების ნახვრეტების, მობილური ტელეფონების პანელებისთვის არარეგულარული ფორმის ჭრის და ა.შ. წარმოება ულტრასწრაფი ლაზერული ზუსტი ჭრის ტექნოლოგიურ მიღწევებს სარგებლობს. ჩინური ლაზერული ზუსტი დამუშავების ძირითადი მწარმოებლების ზუსტი დამუშავების ბიზნესი სამომხმარებლო ელექტრონიკაა. ანუ, ზუსტი ლაზერული დამუშავების ბუმის ბოლო რაუნდი სამომხმარებლო ელექტრონიკის, განსაკუთრებით სმარტფონებისა და დისპლეის პანელების წყალობით ვითარდება.

ლაზერული პანელის ჭრა

2021 წლიდან, სამომხმარებლო პროდუქტებმა, როგორიცაა სმარტფონები, ტარებადი სამაჯურები და დისპლეის პანელები, კლების ტენდენცია აჩვენა, რამაც გამოიწვია სამომხმარებლო ელექტრონიკის დამუშავების აღჭურვილობაზე მოთხოვნის შემცირება და მის ზრდაზე უფრო დიდი ზეწოლა. შეუძლია თუ არა ახალ iPhone14-ს დამუშავების ახალი რაუნდის დაწყება? თუმცა, თუ ვიმსჯელებთ მიმდინარე ტენდენციიდან, რომ ადამიანები ნაკლებად არიან მზად ახალი ტელეფონის შესაძენად, თითქმის დანამდვილებით შეგვიძლია ვთქვათ, რომ სმარტფონებს არ შეუძლიათ ბაზრის მოთხოვნის ახალი ზრდის ხელშეწყობა. 5G და დასაკეცი ტელეფონები, რომლებიც რამდენიმე წლის წინ პოპულარული იყო, შესაძლოა მხოლოდ ნაწილობრივ ჩანაცვლებას იწვევდეს. მაშ, სად შეიძლება იყოს ზუსტ ლაზერულ დამუშავებაზე მოთხოვნის ზრდის შემდეგი რაუნდი?

ჩინეთის ნახევარგამტარებისა და ჩიპების ინდუსტრიის აღზევება

ჩინეთი ნამდვილი მსოფლიო ქარხანაა. 2020 წელს ჩინეთის წარმოების ინდუსტრიის დამატებული ღირებულება მსოფლიო წილის 28.5%-ს შეადგენს. ეს არის ჩინეთის უზარმაზარი საწარმოო ინდუსტრია, რომელიც ლაზერული დამუშავებისა და წარმოების უზარმაზარ საბაზრო პოტენციალს ქმნის. თუმცა, ჩინეთის წარმოების ინდუსტრიას ადრეულ ეტაპზე სუსტი ტექნიკური დაგროვება აქვს და მათი უმეტესობა საშუალო და დაბალი დონის ინდუსტრიებს წარმოადგენს. ბოლო ათწლეულის განმავლობაში დიდი პროგრესი შეინიშნება მანქანათმშენებლობის, ტრანსპორტის, ენერგეტიკის, საზღვაო ინჟინერიის, აერონავტიკის, საწარმოო აღჭურვილობის და ა.შ. სფეროებში, მათ შორის ლაზერებისა და ლაზერული აღჭურვილობის შემუშავებაში, რამაც მნიშვნელოვნად შეამცირა ჩამორჩენა საერთაშორისო მოწინავე დონესთან.

ნახევარგამტარების ინდუსტრიის ასოციაციის სტატისტიკის მიხედვით, კონტინენტური ჩინეთი მსოფლიოში ყველაზე სწრაფი ქარხნული მშენებელია, რომლის დასრულებაც 2024 წლის ბოლოსთვის 31 მსხვილი ქარხნის მშენებლობას ელის; ეს სიჩქარე მნიშვნელოვნად აღემატება იმავე პერიოდში ტაივანსა და ჩინეთში ექსპლუატაციაში გასაშვებად დაგეგმილ 19 ქარხნის მაჩვენებელს, ასევე შეერთებულ შტატებში მოსალოდნელ 12 ქარხნის მაჩვენებელს.

არც ისე დიდი ხნის წინ ჩინეთმა განაცხადა, რომ შანხაის ინტეგრირებული სქემების ინდუსტრიამ გაარღვია 14 ნმ ჩიპების პროცესი და მიაღწია მასობრივი წარმოების გარკვეულ მასშტაბს. საყოფაცხოვრებო ტექნიკაში, ავტომობილებსა და კომუნიკაციებში გამოყენებული 28 ნმ-ზე მეტი ტექნოლოგიის მქონე ზოგიერთი ჩიპის შემთხვევაში, ჩინეთი ამაყობს განუვითარებელი წარმოების პროცესით და შეუძლია იდეალურად დააკმაყოფილოს ჩიპების უმეტესობის შიდა მოთხოვნა. აშშ-ს შემოღებასთან ერთად CHIPS აქტის თანახმად, ჩინეთსა და შეერთებულ შტატებს შორის ჩიპების ტექნოლოგიებში კონკურენცია უფრო ინტენსიურია და შესაძლოა მიწოდების ჭარბი რაოდენობა იყოს. 2021  ჩინეთში ჩიპების იმპორტი მნიშვნელოვნად შემცირდა.

ლაზერით დამუშავებული ჩიპი

ნახევარგამტარული ჩიპების დამუშავებაში გამოყენებული ლაზერი

ვაფლები ნახევარგამტარული პროდუქტებისა და ჩიპების ძირითადი მასალაა, რომლებიც ზრდის შემდეგ მექანიკურად უნდა გაპრიალდეს. მოგვიანებით ეტაპზე დიდი მნიშვნელობა ენიჭება ვაფლის დაჭრას, ასევე ცნობილი როგორც ვაფლის კუბიკებად დაჭრა. მოკლე იმპულსური DPSS ლაზერული ვაფლის ჭრის ადრეული ტექნოლოგია შემუშავდა და დამუშავდა ევროპასა და შეერთებულ შტატებში. ულტრასწრაფი ლაზერების სიმძლავრის ზრდასთან ერთად, მისი გამოყენება მომავალში თანდათანობით მეინსტრიმად იქცევა, განსაკუთრებით ისეთ პროცედურებში, როგორიცაა ვაფლის ჭრა, მიკრობურღვა და დახურული ბეტა ტესტები. ულტრასწრაფი ლაზერული აღჭურვილობის მოთხოვნის პოტენციალი შედარებით დიდია.

ამჟამად ჩინეთში არსებობენ ზუსტი ლაზერული აღჭურვილობის მწარმოებლები, რომლებსაც შეუძლიათ უზრუნველყონ ვაფლების ჭრის აღჭურვილობა, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია 12 დიუმიანი ვაფლების ზედაპირის ჭრისთვის 28 ნმ პროცესით, და ლაზერული ვაფლების კრიპტო ჭრის აღჭურვილობა, რომელიც გამოიყენება MEMS სენსორული ჩიპების, მეხსიერების ჩიპების და სხვა მაღალი დონის ჩიპების წარმოების სფეროებში. 2020 წელს შენჟენში მდებარე დიდმა ლაზერულმა საწარმომ შეიმუშავა ლაზერული დებონდირების მოწყობილობა მინის და სილიკონის ნაჭრების გამოყოფის მიზნით, რომლის გამოყენებაც შესაძლებელია მაღალი კლასის ნახევარგამტარული ჩიპების წარმოებისთვის.

ლაზერული ჭრის ჩიპური ვაფლი

2022 წლის შუა პერიოდში, უხანში მდებარე ლაზერული საწარმომ წარმოადგინა სრულად ავტომატური ლაზერით მოდიფიცირებული ჭრის მოწყობილობა, რომელიც წარმატებით იქნა გამოყენებული ჩიპების სფეროში ლაზერული ზედაპირის დამუშავებისთვის. მოწყობილობა იყენებს მაღალი სიზუსტის ფემტოწამიან ლაზერს და უკიდურესად დაბალი იმპულსური ენერგიას ნახევარგამტარული მასალების ზედაპირზე ლაზერული მოდიფიკაციის შესასრულებლად მიკრონულ დიაპაზონში, რითაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ნახევარგამტარული ოპტოელექტრონული მოწყობილობების მუშაობას. აღჭურვილობა გამოდგება მაღალი ღირებულების, ვიწროარხიანი (≥20um) ნაერთი ნახევარგამტარული SiC, GaAs, LiTaO3 და სხვა ვაფლის ჩიპების შიდა მოდიფიკაციის ჭრისთვის, როგორიცაა სილიკონის ჩიპები, MEMS სენსორული ჩიპები, CMOS ჩიპები და ა.შ. 

ჩინეთი ლითოგრაფიული აპარატების ძირითად ტექნიკურ პრობლემებს უმკლავდება, რაც ლითოგრაფიული აპარატების გამოყენებასთან დაკავშირებულ ექსიმერულ ლაზერებსა და ექსტრემალურ ულტრაიისფერ ლაზერებზე მოთხოვნას გაზრდის, თუმცა ამ სფეროში ჩინეთში აქამდე მცირე კვლევა ტარდება.

მაღალი კლასისა და ჩიპებისთვის განკუთვნილი ზუსტი ლაზერული დამუშავების თავები შესაძლოა, აჟიოტაჟის შემდეგ ტალღად იქცეს.

ჩინეთის ნახევარგამტარული ჩიპების ინდუსტრიის სისუსტის გამო, ლაზერული დამუშავების ჩიპებზე მცირე კვლევა და გამოყენება არსებობდა, რომლებიც თავდაპირველად სამომხმარებლო ელექტრონიკის პროდუქტების ტერმინალურ აწყობაში გამოიყენებოდა. მომავალში, ჩინეთში ზუსტი ლაზერული დამუშავების ძირითადი ბაზარი თანდათანობით გადავა ზოგადი ელექტრონული ნაწილების დამუშავებიდან ზედა დონის მასალებსა და ძირითად კომპონენტებზე, განსაკუთრებით ნახევარგამტარული მასალების, ბიოსამედიცინო და პოლიმერული მასალების მომზადებაზე.

ნახევარგამტარული ჩიპების ინდუსტრიაში ლაზერული გამოყენების სულ უფრო მეტი პროცესი შემუშავდება. მაღალი სიზუსტის ჩიპური პროდუქტებისთვის, უკონტაქტო ოპტიკური დამუშავება ყველაზე შესაფერისი მეთოდია. ჩიპებზე უზარმაზარი მოთხოვნის გათვალისწინებით, ჩიპების ინდუსტრია, სავარაუდოდ, წვლილს შეიტანს ზუსტი ლაზერული დამუშავების აღჭურვილობის მოთხოვნის შემდეგ რაუნდში.