Дәл лазерлік өңдеудің келесі өрлеуі қайда?

Жақында Apple Inc. компаниясы жылына бір жаңарту жасау әдетін сақтап, iPhone 14-тің жаңа буынының шығарылатынын ресми түрде жариялады. Көптеген пайдаланушылар «iPhone 14-ші буынға дейін дамыды» деп таң қалды. Және ол Қытай нарығында тез арада 1 миллионнан астам онлайн брондауды жеңіп алды. iPhone әлі де жастар арасында танымал.

Смартфондар дәл лазерлік өңдеуге деген сұраныстың алғашқы кезеңін бастады

Он жылдан астам уақыт бұрын, смартфондар жаңадан шығарылған кезде, өнеркәсіптік лазерлік өңдеу технологиясы әлі де төмен деңгейде болды. Талшықты лазер және аса жылдам лазер Қытай нарығында жаңа және бос нәрселер болды, дәл лазерлік өңдеуді айтпағанда. 2011 жылдан бастап Қытайда төмен деңгейлі дәл лазерлік таңбалау біртіндеп қолданыла бастады. Сол кезде шағын қуатты қатты импульсті жасыл лазер және ультракүлгін лазер талқыланды. Ал қазір аса жылдам лазер біртіндеп коммерциялық мақсаттарда қолданыла бастады, ал аса жылдам дәл лазерлік өңдеу туралы айтылып жатыр.

Дәл лазерлік өңдеудің жаппай қолданылуы негізінен смартфондардың дамуымен байланысты. Камера слайдтарының, саусақ ізі модульдерінің, HOME пернелерінің, камераның соқыр тесіктерінің және ұялы телефон панельдерінің пішінсіз кесілуінің және т.б. өндірісі өте жылдам лазерлік дәл кесудің технологиялық серпілісінен пайда көреді. Қытайдың негізгі лазерлік дәлдік өңдеу өндірушілерінің дәлдік өңдеу бизнесі тұтынушылық электроникадан келеді. Яғни, дәлдік лазерлік өңдеудегі соңғы гүлдену кезеңі тұтынушылық электроникамен, әсіресе смартфондар мен дисплей панельдерімен қамтамасыз етілген.

Лазерлік панельдерді кесу

2021 жылдан бастап смартфондар, киілетін білезіктер және дисплей панельдері сияқты тұтынушылық өнімдер төмендеу үрдісін көрсетті, бұл тұтынушылық электрониканы өңдеу жабдықтарына деген сұраныстың төмендеуіне және оның өсуіне үлкен қысымның артуына әкелді. Сонымен, жаңа iPhone14 өңдеудің жаңа кезеңін бастай ала ма? Бірақ адамдардың жаңа телефон сатып алуға онша құлықсыз екендігі туралы қазіргі үрдіске қарағанда, смартфондар нарықтық сұраныстың жаңа өсуіне үлес қоса алмайтыны анық. Бірнеше жыл бұрын танымал болған 5G және бүктелетін телефондар қорды ішінара алмастыра алады. Сонымен, дәл лазерлік өңдеуге деген сұраныстың келесі кезеңі қайда болуы мүмкін?

Қытайдың жартылай өткізгіш және чип өнеркәсібінің өрлеуі

Қытай – нағыз әлемдік фабрика. 2020 жылы Қытайдың өңдеу өнеркәсібінің қосылған құны әлемдік үлестің 28,5%-ын құрайды. Лазерлік өңдеу және өндіріс үшін үлкен нарықтық әлеуетті Қытайдың ірі өңдеу өнеркәсібі қамтамасыз етеді. Дегенмен, Қытайдың өңдеу өнеркәсібінің бастапқы кезеңде техникалық жинақталуы әлсіз, және олардың көпшілігі орта және төменгі деңгейдегі салалар. Соңғы онжылдықта машина жасау, көлік, энергетика, теңіз инженериясы, аэроғарыш, өндірістік жабдықтар және т.б. салаларда, соның ішінде лазерлер мен лазерлік жабдықтарды әзірлеу саласында үлкен жетістіктерге қол жеткізілді, бұл халықаралық озық деңгеймен алшақтықты айтарлықтай қысқартты.

Жартылай өткізгіштер өнеркәсібі қауымдастығының статистикасына сәйкес, құрлықтық Қытай әлемдегі ең жылдам зауыт құрылысшысы болып табылады, 2024 жылдың соңына дейін 31 ірі зауыттың құрылысы аяқталады деп күтілуде; бұл жылдамдық Тайваньда (Қытай) сол кезеңде іске қосылуы жоспарланған 19 зауыттан, сондай-ақ Америка Құрама Штаттарында іске қосылуы күтілетін 12 зауыттан әлдеқайда асып түсті.

Жақында Қытай Шанхай интегралдық микросхема өнеркәсібінің 14 нм чип процесін жеңіп, белгілі бір жаппай өндіріс көлеміне жеткенін жариялады. Тұрмыстық техникада, автомобильдерде және байланыста қолданылатын 28 нм-ден асатын кейбір чиптер үшін Қытай өндіріс процесінің жетілгендігінен асып түсетінін және чиптердің көпшілігіне деген жалпы сұранысты ішкі жағынан толық қанағаттандыра алатынын мәлімдеді. АҚШ-тың CHIPS заңының енгізілуімен Қытай мен Америка Құрама Штаттары арасындағы чип технологиясы бойынша бәсекелестік күшейіп, ұсыныс артық болуы мүмкін. 2021 жылы Қытайдың чип импорты айтарлықтай төмендеді.

Лазермен өңделген чип

Жартылай өткізгіш чиптерді өңдеуде қолданылатын лазер

Пластиналар - жартылай өткізгіш өнімдер мен чиптердің негізгі материалдары, оларды өсіргеннен кейін механикалық түрде жылтырату қажет. Кейінгі кезеңде пластиналарды кесу, сондай-ақ пластиналарды турау деп те аталады, үлкен маңызға ие. Ерте қысқа импульсті DPSS лазерлік пластиналарды кесу технологиясы Еуропа мен Америка Құрама Штаттарында әзірленіп, жетілді. Ультра жылдам лазерлердің қуаты артқан сайын, оны болашақта, әсіресе пластиналарды кесу, микробұрғылау тесіктері, жабық бета-тесттер сияқты процедураларда қолдану біртіндеп негізгі ағымға айналады. Ультра жылдам лазерлік жабдықтарға сұраныс әлеуеті салыстырмалы түрде үлкен.

Қазіргі уақытта Қытайда 28 нм процесінде 12 дюймдік пластиналардың беткі саңылауына қолданылатын пластина саңылауын кесу жабдықтарын және MEMS сенсорлық чиптеріне, жад чиптеріне және басқа да жоғары сапалы чип өндірісі салаларына қолданылатын лазерлік пластина крипто кесу жабдықтарын ұсына алатын дәл лазерлік жабдық өндірушілері бар. 2020 жылы Шэньчжэньдегі ірі лазерлік кәсіпорын шыны мен кремний кесектерін бөлуді жүзеге асыру үшін лазерлік байланыстыру жабдықтарын жасап шығарды, және бұл жабдықты жоғары сапалы жартылай өткізгіш чиптерді өндіру үшін пайдалануға болады.

Лазермен кесетін чипті пластина

2022 жылдың ортасында Уханьдағы лазерлік кәсіпорын толық автоматты лазермен модификацияланған кесу жабдығын тұсаукесерге шығарды, ол чиптер саласында лазерлік бетті өңдеуге сәтті қолданылды. Құрылғы микрон диапазонындағы жартылай өткізгіш материалдардың бетінде лазерлік модификацияны орындау үшін жоғары дәлдіктегі фемтосекундтық лазерді және өте төмен импульстік энергияны пайдаланады, осылайша жартылай өткізгіш оптоэлектрондық құрылғылардың жұмысын айтарлықтай жақсартады. Бұл жабдық қымбат, тар арналы (≥20 мкм) қосылыс жартылай өткізгіш SiC, GaAs, LiTaO3 және кремний чиптері, MEMS сенсор чиптері, CMOS чиптері және т.б. сияқты басқа да пластина чиптерінің ішкі модификациясын кесуге жарамды.

Қытай литография машиналарының негізгі техникалық мәселелерін шешуде, бұл литография машиналарын пайдалануға байланысты эксцимер лазерлеріне және экстремалды ультракүлгін лазерлерге деген сұранысты арттырады, бірақ Қытайда бұл салада бұрын зерттеулер аз жүргізілген.

Жоғары сапалы және чиптерге арналған дәл лазерлік өңдеу бастары келесі толқынға айналуы мүмкін

Қытайдың жартылай өткізгіш чиптер өнеркәсібінің әлсіздігіне байланысты, лазерлік өңдеу чиптері бойынша зерттеулер мен қолданбалар аз болды, олар алғаш рет тұтынушылық электроника өнімдерін терминалдық құрастыруда қолданылды. Болашақта Қытайдағы дәл лазерлік өңдеудің негізгі нарығы біртіндеп жалпы электронды бөлшектерді өңдеуден жоғары ағынды материалдар мен негізгі компоненттерге, әсіресе жартылай өткізгіш материалдарды дайындауға, биомедициналық және полимерлік материалдарды дайындауға ауысады.

Жартылай өткізгіш чип өнеркәсібінде лазерлік қолдану процестері көбірек дамитын болады. Жоғары дәлдіктегі чип өнімдері үшін контактісіз оптикалық өңдеу ең қолайлы әдіс болып табылады. Чиптерге деген үлкен сұраныспен чип өнеркәсібі дәл лазерлік өңдеу жабдықтарына деген келесі сұранысқа үлес қосуы мүмкін.