प्रिसिजन लेसर प्रोसेसिंगमधील बूमचा पुढचा टप्पा कुठे आहे?

काही काळापूर्वी, Apple Inc. वर्षातून एकदा अपडेट करण्याची सवय कायम ठेवून, नवीन पिढीच्या आयफोन १४ च्या रिलीजची अधिकृत घोषणा केली. "आयफोन १४ व्या पिढीपर्यंत विकसित झाला आहे" हे ऐकून अनेक वापरकर्ते आश्चर्यचकित झाले आहेत. आणि त्याने चीनी बाजारपेठेत लवकरच १० लाखांहून अधिक ऑनलाइन बुकिंग जिंकले. आयफोन अजूनही तरुणांमध्ये लोकप्रिय आहे.

स्मार्टफोन्समुळे अचूक लेसर प्रक्रियेच्या मागणीचा पहिला टप्पा सुरू झाला.

दशकाहून अधिक काळापूर्वी, जेव्हा स्मार्टफोन नुकतेच लाँच झाले होते, तेव्हा औद्योगिक लेसर प्रक्रिया तंत्रज्ञान अजूनही कमी पातळीवर होते. फायबर लेसर आणि अल्ट्राफास्ट लेसर या चिनी बाजारपेठेत नवीन आणि रिक्त गोष्टी होत्या, अचूक लेसर प्रक्रिया तर नाहीच. २०११ पासून, चीनमध्ये कमी दर्जाचे अचूक लेसर मार्किंग हळूहळू लागू केले जात आहे. त्यावेळी, लहान-शक्तीच्या सॉलिड पल्स ग्रीन लेसर आणि अल्ट्राव्हायोलेट लेसरवर चर्चा झाली. आणि आता, अल्ट्राफास्ट लेसर हळूहळू व्यावसायिक कारणांसाठी वापरला जाऊ लागला आहे आणि अल्ट्राफास्ट प्रिसिजन लेसर प्रक्रियेबद्दल बोलले जात आहे.

स्मार्टफोन विकासामुळे प्रिसिजन लेसर प्रक्रियेचा मोठ्या प्रमाणात वापर मोठ्या प्रमाणात होत आहे. कॅमेरा स्लाईड्स, फिंगरप्रिंट मॉड्यूल्स, होम कीज, कॅमेरा ब्लाइंड होल आणि अनियमित आकाराचे कटिंग ऑफ मोबाईल फोन पॅनेल इत्यादींचे उत्पादन, अल्ट्राफास्ट लेसर प्रिसिजन कटिंगच्या तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीचा फायदा घेते. मुख्य चिनी लेसर प्रिसिजन प्रोसेसिंग उत्पादकांचा प्रिसिजन प्रोसेसिंग व्यवसाय ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्सचा आहे. म्हणजेच, अचूक लेसर प्रक्रियेतील तेजीचा शेवटचा टप्पा ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स, विशेषतः स्मार्टफोन आणि डिस्प्ले पॅनल्सद्वारे चालवला जातो.

लेसर पॅनेल कटिंग

२०२१ पासून, स्मार्टफोन, घालण्यायोग्य रिस्टबँड आणि डिस्प्ले पॅनेल यांसारख्या ग्राहकोपयोगी उत्पादनांमध्ये घसरण दिसून आली आहे, ज्यामुळे ग्राहकोपयोगी इलेक्ट्रॉनिक्स प्रक्रिया उपकरणांची मागणी कमी झाली आहे आणि त्यांच्या वाढीवर मोठा दबाव आला आहे. तर नवीन आयफोन १४ प्रोसेसिंग बूमचा एक नवीन टप्पा सुरू करू शकेल का? परंतु सध्याच्या ट्रेंडवरून लोक नवीन फोन खरेदी करण्यास कमी इच्छुक आहेत हे पाहता, हे जवळजवळ निश्चित आहे की स्मार्टफोन बाजारपेठेतील मागणीतील नवीन वाढीस हातभार लावू शकत नाहीत. काही वर्षांपूर्वी लोकप्रिय असलेले 5G आणि फोल्डेबल फोन फक्त अंशतः स्टॉक रिप्लेसमेंट आणू शकतात. तर, अचूक लेसर प्रक्रियेतील मागणी वाढण्याचा पुढचा टप्पा कुठे असू शकतो?

चीनच्या सेमीकंडक्टर आणि चिप उद्योगाचा उदय

चीन हा खरा जागतिक कारखाना आहे. २०२० मध्ये, चीनच्या उत्पादन उद्योगाचे अतिरिक्त मूल्य जागतिक वाट्याच्या २८.५% आहे. लेसर प्रक्रिया आणि उत्पादनासाठी प्रचंड बाजारपेठेची क्षमता आणणारा हा चिनी प्रचंड उत्पादन उद्योग आहे. तथापि, चीनच्या उत्पादन उद्योगात सुरुवातीच्या टप्प्यात तांत्रिक संचय कमकुवत आहे आणि त्यापैकी बहुतेक मध्यम आणि निम्न श्रेणीतील उद्योग आहेत. गेल्या दशकात यंत्रसामग्री, वाहतूक, ऊर्जा, सागरी अभियांत्रिकी, अंतराळ, उत्पादन उपकरणे इत्यादी क्षेत्रात मोठी प्रगती झाली आहे, ज्यामध्ये लेसर आणि लेसर उपकरणांचा विकास समाविष्ट आहे, ज्यामुळे आंतरराष्ट्रीय प्रगत पातळीशी असलेले अंतर खूपच कमी झाले आहे.

सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री असोसिएशनच्या आकडेवारीनुसार, मुख्य भूप्रदेश चीन हा जगातील सर्वात वेगवान फॅब बिल्डर आहे, ज्यामध्ये परिपक्व प्रक्रियेवर लक्ष केंद्रित करणारे ३१ मोठे फॅब २०२४ च्या अखेरीस पूर्ण होण्याची अपेक्षा आहे; त्याच कालावधीत चीनमधील तैवानमध्ये कार्यान्वित होण्याच्या नियोजित १९ फॅब्स तसेच युनायटेड स्टेट्समध्ये अपेक्षित असलेल्या १२ फॅब्सपेक्षा वेग खूपच जास्त आहे.

काही काळापूर्वीच, चीनने घोषणा केली की शांघाय इंटिग्रेटेड सर्किट उद्योगाने १४ नॅनोमीटर चिप प्रक्रियेतून मार्ग काढला आहे आणि विशिष्ट प्रमाणात उत्पादन पातळी गाठली आहे. घरगुती उपकरणे, ऑटोमोबाईल्स आणि कम्युनिकेशन्समध्ये वापरल्या जाणाऱ्या २८ नॅनोमीटरपेक्षा जास्त क्षमतेच्या काही चिप्ससाठी, चीनमध्ये उत्पादन प्रक्रिया अधिक परिपक्व आहे आणि बहुतेक चिप्सची अंतर्गत मागणी पूर्णपणे पूर्ण करू शकते. अमेरिकेच्या परिचयाने CHIPS कायद्यानुसार, चीन आणि युनायटेड स्टेट्समधील चिप तंत्रज्ञान स्पर्धा अधिक तीव्र आहे आणि पुरवठा अधिशेष असू शकतो. 2021  चीनच्या चिप्सच्या आयातीत लक्षणीय घट झाली.

लेसर प्रक्रिया केलेले चिप

सेमीकंडक्टर चिप्स प्रक्रियेत वापरले जाणारे लेसर

वेफर्स हे सेमीकंडक्टर उत्पादने आणि चिप्सचे मूलभूत साहित्य आहेत, ज्यांना वाढ झाल्यानंतर यांत्रिकरित्या पॉलिश करावे लागते. नंतरच्या टप्प्यात, वेफर कटिंग, ज्याला वेफर डायसिंग असेही म्हणतात, खूप महत्वाचे आहे. सुरुवातीचे शॉर्ट-पल्स डीपीएसएस लेसर वेफर कटिंग तंत्रज्ञान युरोप आणि युनायटेड स्टेट्समध्ये विकसित आणि परिपक्व झाले आहे. अल्ट्राफास्ट लेसरची शक्ती वाढत असताना, भविष्यात त्याचा वापर हळूहळू मुख्य प्रवाहात येईल, विशेषतः वेफर कटिंग, मायक्रो-ड्रिलिंग होल, क्लोज्ड बीटा चाचण्या यासारख्या प्रक्रियांमध्ये. अल्ट्राफास्ट लेसर उपकरणांची मागणी क्षमता तुलनेने मोठी आहे.

आता, चीनमध्ये असे अचूक लेसर उपकरण उत्पादक आहेत जे वेफर स्लॉटिंग उपकरणे प्रदान करू शकतात, जे २८nm प्रक्रियेअंतर्गत १२-इंच वेफर्सच्या पृष्ठभागावर स्लॉटिंगवर लागू केले जाऊ शकतात आणि MEMS सेन्सर चिप्स, मेमरी चिप्स आणि इतर उच्च-स्तरीय चिप उत्पादन क्षेत्रांमध्ये लागू केलेले लेसर वेफर क्रिप्टो कटिंग उपकरणे प्रदान करू शकतात. २०२० मध्ये, शेन्झेनमधील एका मोठ्या लेसर एंटरप्राइझने काच आणि सिलिकॉन स्लाइस वेगळे करण्यासाठी लेसर डीबॉन्डिंग उपकरणे विकसित केली आणि या उपकरणांचा वापर उच्च दर्जाच्या सेमीकंडक्टर चिप्स तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो.

लेसर कटिंग चिप वेफर

२०२२ च्या मध्यात, वुहानमधील एका लेसर एंटरप्राइझने पूर्ण-स्वयंचलित लेसर-सुधारित कटिंग उपकरणे सुरू केली, जी चिप्सच्या क्षेत्रात लेसर पृष्ठभागाच्या उपचारांसाठी यशस्वीरित्या लागू करण्यात आली. हे उपकरण मायक्रॉन श्रेणीतील अर्धसंवाहक पदार्थांच्या पृष्ठभागावर लेसर सुधारणा करण्यासाठी उच्च-परिशुद्धता फेमटोसेकंद लेसर आणि अत्यंत कमी पल्स उर्जेचा वापर करते, ज्यामुळे अर्धसंवाहक ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांची कार्यक्षमता मोठ्या प्रमाणात सुधारते. हे उपकरण उच्च-किमतीच्या, अरुंद-चॅनेल (≥20um) कंपाऊंड सेमीकंडक्टर SiC, GaAs, LiTaO3 आणि इतर वेफर चिप अंतर्गत बदल कटिंगसाठी योग्य आहे, जसे की सिलिकॉन चिप्स, MEMS सेन्सर चिप्स, CMOS चिप्स, इ. 

चीन लिथोग्राफी मशीन्सच्या प्रमुख तांत्रिक समस्या सोडवत आहे, ज्यामुळे लिथोग्राफी मशीन्सच्या वापराशी संबंधित एक्सायमर लेसर आणि एक्स्ट्रीम अल्ट्राव्हायोलेट लेसरची मागणी वाढेल, परंतु चीनमध्ये या क्षेत्रात यापूर्वी फारसे संशोधन झालेले नाही.

हाय एंड आणि चिप्ससाठी प्रिसिजन लेसर प्रोसेसिंग हेड्स क्रेझची पुढची लाट बनू शकतात

चीनच्या सेमीकंडक्टर चिप उद्योगातील कमकुवतपणामुळे, लेसर प्रोसेसिंग चिप्सवर फारसे संशोधन आणि अनुप्रयोग नव्हते, जे प्रथम डाउनस्ट्रीम ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांच्या टर्मिनल असेंब्लीमध्ये वापरले जात होते. भविष्यात, चीनमधील अचूक लेसर प्रक्रियेची मुख्य बाजारपेठ हळूहळू सामान्य इलेक्ट्रॉनिक भागांच्या प्रक्रियेपासून अपस्ट्रीम मटेरियल आणि प्रमुख घटकांकडे, विशेषतः सेमीकंडक्टर मटेरियल, बायोमेडिकल आणि पॉलिमर मटेरियल तयार करण्याकडे जाईल.

सेमीकंडक्टर चिप उद्योगात अधिकाधिक लेसर अनुप्रयोग प्रक्रिया विकसित केल्या जातील. उच्च-परिशुद्धता चिप उत्पादनांसाठी, संपर्क नसलेली ऑप्टिकल प्रक्रिया ही सर्वात योग्य पद्धत आहे. चिप्सच्या प्रचंड मागणीमुळे, चिप उद्योग अचूक लेसर प्रक्रिया उपकरणांच्या मागणीच्या पुढील फेरीत योगदान देण्याची शक्यता आहे.