Дәл лазерлік өңдеудің келесі кезеңі қайда?

Жақында Apple Inc. жылына бір рет жаңартуды әдетке айналдырған iPhone 14 жаңа буынын шығарылғанын ресми түрде жариялады. Көптеген пайдаланушылар «iPhone 14-ші ұрпаққа дейін дамыды» деп таң қалды. Ол Қытай нарығында 1 миллионнан астам онлайн брондауларды тез жеңіп алды. iPhone әлі де жастар арасында танымал.

Смартфондар дәл лазерлік өңдеуге сұраныстың бірінші кезеңін бастады

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

Дәл лазерлік өңдеудің жаппай қолданылуы негізінен смартфонның дамуымен байланысты. Камера слайдтарын, саусақ ізі модульдерін, HOME пернелерін, камераны жабуға арналған саңылауларды және ұялы телефонның панельдерін кесетін дұрыс емес пішінді және т.б. өндірістердің барлығы өте жылдам лазерлік дәлдікпен кесу технологиясының жетістіктерінен пайда көреді. Негізгі қытайлық лазерлік дәлдік өңдеу өндірушілерінің дәл өңдеу бизнесі тұрмыстық электроникадан. Яғни, дәл лазерлік өңдеудегі бумның соңғы раунды тұрмыстық электроникамен, әсіресе смартфондар мен дисплей панелінен қуат алады.

Лазерлік панельді кесу

2021 жылдан бастап смартфондар, тағылатын білезіктер және дисплей панельдері сияқты тұтынушылық өнімдер төмендеу тенденциясын көрсетті, бұл тұрмыстық электроника өңдеу жабдықтарына сұраныстың әлсіреуіне және оның өсуіне үлкен қысымға әкелді. Сонымен, жаңа iPhone14 өңдеу бумының жаңа кезеңін бастауы мүмкін бе? Бірақ қазіргі тенденцияға сүйенсек, адамдар жаңа телефонды сатып алуға дайын емес, смартфондар нарық сұранысының жаңа өсуіне ықпал ете алмайтыны анық. Бірнеше жыл бұрын танымал болған 5G және жиналмалы телефондар қорды жартылай ауыстыруға мүмкіндік береді. Сонымен, дәл лазерлік өңдеуге сұраныстың келесі раундының өсуі қайда болуы мүмкін?

Қытайдың жартылай өткізгіш және чип өнеркәсібінің өркендеуі

Қытай – нағыз әлемдік зауыт. 2020 жылы Қытайдың өңдеу өнеркәсібінің қосылған құны әлемдік үлестің 28,5% құрайды. Бұл лазерлік өңдеу және өндіру үшін орасан зор нарықтық әлеуетті әкелетін Қытайдың үлкен өндірістік саласы. Дегенмен, Қытайдың өңдеу өнеркәсібі бастапқы кезеңде әлсіз техникалық жинақтауға ие және олардың көпшілігі орта және төмен деңгейлі салалар болып табылады. Соңғы онжылдықта машина жасауда, көлікте, энергетикада, теңіз техникасында, аэроғарыш өнеркәсібінде, өндірістік құрал-жабдықтарда және т.б., соның ішінде лазерлер мен лазерлік жабдықтардың дамуы, халықаралық озық деңгеймен алшақтықты едәуір қысқартты.

Жартылай өткізгіш өнеркәсібі қауымдастығының статистикасына сәйкес, материктік Қытай әлемдегі ең жылдам зауыт салушы болып табылады, 2024 жылдың соңына дейін жетілген процеске бағытталған 31 ірі зауыт; Жылдамдық сол кезеңде Тайваньда (Қытайда) іске қосылуы жоспарланған 19 зауыттан, сондай-ақ Құрама Штаттарда күтілетін 12 фабрикадан айтарлықтай асып түсті.

Жақында Қытай Шанхай интегралдық микросхема өнеркәсібі 14 нм чип процесін бұзып, белгілі бір жаппай өндіріс ауқымына қол жеткізгенін жариялады. Тұрмыстық техникада, автомобильдерде және коммуникацияларда қолданылатын 28 нм-ден жоғары кейбір чиптер үшін Қытай жетілген өндіріс процесін мақтан етеді және чиптердің көпшілігіне ішкі сұранысты толық қанағаттандыра алады. АҚШ-тың енгізілуімен CHIPS актісі, Қытай мен Америка Құрама Штаттары арасындағы чип технологиясы бәсекелестігі анағұрлым қарқынды және жеткізілім артық болуы мүмкін. 2021  Қытайдың чипсы импортының айтарлықтай төмендеуіне куә болды.

Лазермен өңделген чип

Жартылай өткізгіш чиптерді өңдеуде қолданылатын лазер

Вафли – өскеннен кейін механикалық жылтыратуды қажет ететін жартылай өткізгіш бұйымдар мен чиптердің негізгі материалдары. Кейінгі кезеңде вафлиді кесу, сондай-ақ вафельді кесу деп те белгілі, үлкен маңызға ие. Ерте қысқа импульстік DPSS лазерлік пластинаны кесу технологиясы Еуропа мен Америка Құрама Штаттарында әзірленді және жетілді. Ультра жылдам лазерлердің қуаты артқан сайын, оны пайдалану болашақта, әсіресе, пластинаны кесу, микробұрғылау тесіктері, жабық бета сынақтары сияқты процедураларда бірте-бірте негізгі ағымға айналады. Өте жылдам лазерлік жабдықтың сұраныс әлеуеті салыстырмалы түрде үлкен.

Қазір Қытайда 28 нм процесінде 12 дюймдік пластинаның беткі саңылауларына қолдануға болатын вафлиді слоттау жабдығын және MEMS сенсорлық чиптеріне, жад микросхемаларына және басқа да жоғары деңгейлі чиптерді өндіру өрістеріне қолданылатын лазерлік пластинаны криптографиялық кесуге арналған жабдықты қамтамасыз ете алатын дәлдіктегі лазерлік жабдық өндірушілері Қытайда бар. 2020 жылы Шэньчжэньдегі ірі лазерлік кәсіпорын әйнек пен кремний кесектерін бөлуді жүзеге асыру үшін лазерді ажырату жабдығын әзірледі және жабдықты жоғары сапалы жартылай өткізгіш чиптерді өндіру үшін пайдалануға болады.

Лазерлік кесу чипті вафли

2022 жылдың ортасында Уханьдағы лазерлік кәсіпорын фишкалар саласында бетті лазермен өңдеуге сәтті қолданылған толық автоматты лазермен модификацияланған кесу жабдығын дебют жасады. Құрылғы микрон диапазонында жартылай өткізгіш материалдардың бетінде лазерлік модификацияны орындау үшін жоғары дәлдіктегі фемтосекунд лазерін және өте төмен импульстік энергияны пайдаланады, осылайша жартылай өткізгішті оптоэлектрондық құрылғылардың жұмысын айтарлықтай жақсартады. Жабдық қымбат, тар арналы (≥20um) құрама жартылай өткізгіш SiC, GaAs, LiTaO3 және кремний чиптері, MEMS сенсорлық чиптері, CMOS чиптері және т.б. сияқты пластиналық чиптің ішкі модификациясын кесуге жарамды. 

Қытай литографиялық машиналарды қолданумен байланысты эксимерлі лазерлер мен экстремалды ультракүлгін лазерлерге сұранысты тудыратын литография машиналарының негізгі техникалық мәселелерін шешуде, бірақ Қытайда бұрын бұл салада зерттеулер аз.

Жоғары деңгейге және чиптерге арналған дәлдікпен лазерлік өңдеу бастары шымырлықтың келесі толқынына айналуы мүмкін

Бұрын Қытайдың жартылай өткізгіш чип өнеркәсібіндегі әлсіздікке байланысты лазерлік өңдеу чиптері бойынша зерттеулер мен қолданбалар аз болды, олар алдымен төменгі ағындағы тұтынушылық электронды өнімдердің терминалды құрастыруында қолданылды. Болашақта Қытайдағы дәл лазерлік өңдеудің негізгі нарығы бірте-бірте жалпы электронды бөлшектерді өңдеуден жоғары ағынды материалдар мен негізгі компоненттерге, әсіресе жартылай өткізгіш материалдарды, биомедициналық және полимерлі материалдарды дайындауға ауысады.

Жартылай өткізгіш микросхема өнеркәсібінде лазерлік қолдану процестері көбірек дамытылады. Жоғары дәлдіктегі чип өнімдері үшін контактісіз оптикалық өңдеу ең қолайлы әдіс болып табылады. Чиптерге деген үлкен сұраныспен чип өнеркәсібі дәл лазерлік өңдеу жабдықтарына сұраныстың келесі раундына үлес қосады.