Kur ir nākamā uzplaukuma kārta precīzās lāzerapstrādes jomā?

Ne tik sen Apple Inc. oficiāli paziņoja par jaunās paaudzes iPhone 14 izlaišanu, saglabājot ieradumu veikt vienu atjauninājumu gadā. Daudzi lietotāji ir šokēti, ka "iPhone ir attīstījies līdz 14. paaudzei". Un tas ātri vien ieguva vairāk nekā 1 miljonu tiešsaistes rezervāciju Ķīnas tirgū. iPhone joprojām ir populārs jauniešu vidū.

Viedtālruņi izraisīja pirmo pieprasījuma kārtu pēc precīzas lāzerapstrādes

Pirms vairāk nekā desmit gadiem, kad viedtālruņi tikko tika laisti klajā, rūpnieciskās lāzerapstrādes tehnoloģijas joprojām bija zemā līmenī. Šķiedru lāzers un īpaši ātrais lāzers Ķīnas tirgū bija jaunas un tukšas lietas, nemaz nerunājot par precīzu lāzerapstrādi. Kopš 2011. gada Ķīnā pakāpeniski tiek pielietota zemas klases precīza lāzermarķēšana. Toreiz tika apspriests mazas jaudas cietā impulsa zaļais lāzers un ultravioletais lāzers. Un tagad īpaši ātrais lāzers pakāpeniski tiek izmantots komerciāliem mērķiem, un tiek runāts par īpaši ātru precīzu lāzerapstrādi.

Precīzās lāzerapstrādes masveida pielietojumu lielā mērā veicina viedtālruņu attīstība. Kameru slaidu, pirkstu nospiedumu moduļu, HOME taustiņu, kameru aklo caurumu un neregulāras formas mobilo tālruņu paneļu griešanas u. c. ražošana gūst labumu no īpaši ātras lāzergriešanas tehnoloģiskā sasnieguma. Galveno Ķīnas lāzera precīzās apstrādes ražotāju precīzās apstrādes bizness ir saistīts ar plaša patēriņa elektroniku. Tas nozīmē, ka pēdējo precīzās lāzerapstrādes uzplaukuma kārtu nodrošina plaša patēriņa elektronika, īpaši viedtālruņi un displeju paneļi.

Lāzera paneļu griešana

Kopš 2021. gada patēriņa preces, piemēram, viedtālruņi, valkājamas aproces un displeju paneļi, ir uzrādījušas lejupejošu tendenci, kā rezultātā ir vājāks pieprasījums pēc patēriņa elektronikas apstrādes iekārtām un lielāks spiediens uz to izaugsmi. Tātad, vai jaunais iPhone 14 var aizsākt jaunu apstrādes uzplaukuma kārtu? Taču, spriežot pēc pašreizējās tendences, ka cilvēki ir mazāk gatavi iegādāties jaunu tālruni, ir gandrīz droši, ka viedtālruņi nevarēs veicināt jaunu tirgus pieprasījuma pieaugumu. 5G un salokāmie tālruņi, kas bija populāri pirms dažiem gadiem, var tikai daļēji aizstāt krājumus. Tātad, kur varētu būt nākamā pieprasījuma pieauguma kārta precīzās lāzerapstrādes jomā?

Ķīnas pusvadītāju un mikroshēmu nozares uzplaukums

Ķīna ir īsta pasaules rūpnīca. 2020. gadā Ķīnas ražošanas nozares pievienotā vērtība veidoja 28,5% no pasaules tirgus daļas. Tieši Ķīnas milzīgā ražošanas nozare sniedz milzīgu tirgus potenciālu lāzerapstrādei un ražošanai. Tomēr Ķīnas ražošanas nozarei agrīnajā posmā ir vāja tehniskā uzkrāšanās, un lielākā daļa no tām ir vidējās un zemās klases nozares. Pēdējā desmitgadē ir vērojams liels progress mašīnbūvē, transportā, enerģētikā, kuģubūvē, kosmosa un kosmosa, ražošanas iekārtu u.c. jomā, tostarp lāzeru un lāzeriekārtu attīstībā, kas ir ievērojami samazinājis plaisu no starptautiskā progresīvā līmeņa.

Saskaņā ar Pusvadītāju rūpniecības asociācijas statistiku, kontinentālā Ķīna ir pasaulē ātrākā rūpnīcu veidotāja, un līdz 2024. gada beigām ir paredzēts pabeigt 31 lielu rūpnīcu, kas koncentrējas uz nobriedušu procesu; ātrums ir ievērojami pārsniedzis 19 rūpnīcas, kuru nodošana ekspluatācijā plānota Taivānā, Ķīnā, tajā pašā laika posmā, kā arī 12 rūpnīcas, kas paredzētas Amerikas Savienotajās Valstīs.

Nesen Ķīna paziņoja, ka Šanhajas integrēto shēmu rūpniecība ir pārvarējusi 14 nm mikroshēmu procesu un sasniegusi noteiktu masveida ražošanas apjomu. Dažām mikroshēmām, kas pārsniedz 28 nm, ko izmanto sadzīves tehnikā, automašīnās un sakaros, Ķīna lepojas ar pārāk nobriedušu ražošanas procesu un var pilnībā apmierināt kopējo pieprasījumu pēc lielākās daļas mikroshēmu iekšzemē. Ieviešot ASV CHIPS likumu, mikroshēmu tehnoloģiju konkurence starp Ķīnu un Amerikas Savienotajām Valstīm ir kļuvusi intensīvāka, un var rasties piedāvājuma pārpalikums. 2021. gadā Ķīnas mikroshēmu imports ievērojami samazinājās.

Lāzera apstrādāta mikroshēma

Lāzers, ko izmanto pusvadītāju mikroshēmu apstrādē

Plāksnes ir pusvadītāju izstrādājumu un mikroshēmu pamatmateriāli, kas pēc audzēšanas ir mehāniski jānoslīpē. Vēlākā posmā liela nozīme ir plāksnīšu griešanai, kas pazīstama arī kā plāksnīšu sasmalcināšana. Agrīnā īso impulsu DPSS lāzera plāksnīšu griešanas tehnoloģija ir izstrādāta un nobriedusi Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs. Pieaugot īpaši ātro lāzeru jaudai, to izmantošana nākotnē pakāpeniski kļūs par galveno virzienu, īpaši tādās procedūrās kā plāksnīšu griešana, mikrourbšana, slēgti beta testi. Īpaši ātru lāzeru iekārtu pieprasījuma potenciāls ir salīdzinoši liels.

Tagad Ķīnā pastāv precīzijas lāzeriekārtu ražotāji, kas var nodrošināt vafeļu rievu veidošanas iekārtas, ko var izmantot 12 collu vafeļu virsmas rievu veidošanai 28 nm procesā, un lāzera vafeļu kriptogriešanas iekārtas, ko izmanto MEMS sensoru mikroshēmām, atmiņas mikroshēmām un citām augstas klases mikroshēmu ražošanas jomām. 2020. gadā liels lāzeru uzņēmums Šeņdžeņā izstrādāja lāzera atdalīšanas iekārtas stikla un silīcija šķēļu atdalīšanai, un šīs iekārtas var izmantot augstas klases pusvadītāju mikroshēmu ražošanai.

Lāzergriešanas mikroshēmas vafele

2022. gada vidū kāds lāzeru uzņēmums Uhaņā debitēja ar pilnībā automātisku lāzermodificētu griešanas iekārtu, kas tika veiksmīgi pielietota lāzera virsmas apstrādei mikroshēmu jomā. Ierīce izmanto augstas precizitātes femtosekundes lāzeru un ārkārtīgi zemu impulsa enerģiju, lai veiktu lāzera modifikāciju uz pusvadītāju materiālu virsmas mikronu diapazonā, tādējādi ievērojami uzlabojot pusvadītāju optoelektronisko ierīču veiktspēju. Iekārta ir piemērota dārgu, šauru kanālu (≥20 μm) saliktu pusvadītāju SiC, GaAs, LiTaO3 un citu vafeļu mikroshēmu iekšējās modifikācijas griešanai, piemēram, silīcija mikroshēmām, MEMS sensoru mikroshēmām, CMOS mikroshēmām utt.

Ķīna risina litogrāfijas iekārtu galvenās tehniskās problēmas, kas veicinās pieprasījumu pēc eksimērlāzeriem un ekstremāli ultravioletajiem lāzeriem, kas saistīti ar litogrāfijas iekārtu izmantošanu, taču Ķīnā šajā jomā līdz šim ir veikti maz pētījumu.

Precīzas lāzera apstrādes galviņas augstas klases ierīcēm un mikroshēmām var kļūt par nākamo trakuma vilni

Ķīnas pusvadītāju mikroshēmu nozares vājuma dēļ lāzera apstrādes mikroshēmu izpēte un pielietojums bija neliels, un tās sākotnēji tika izmantotas patēriņa elektronisko produktu terminālu montāžā. Nākotnē galvenais precīzās lāzera apstrādes tirgus Ķīnā pakāpeniski pāries no vispārējo elektronisko detaļu apstrādes uz augšupējiem materiāliem un galvenajām sastāvdaļām, īpaši pusvadītāju materiālu, biomedicīnas un polimēru materiālu sagatavošanu.

Pusvadītāju mikroshēmu nozarē tiks izstrādāti arvien vairāk lāzera pielietošanas procesu. Augstas precizitātes mikroshēmu izstrādājumiem vispiemērotākā metode ir bezkontakta optiskā apstrāde. Ņemot vērā milzīgo pieprasījumu pēc mikroshēmām, mikroshēmu nozare, visticamāk, veicinās nākamo pieprasījuma kārtu pēc precīzijas lāzera apstrādes iekārtām.