प्रेसिजन लेजर प्रशोधनमा बूमको अर्को चरण कहाँ छ?

केही समय अघि, एप्पल इंक। वर्षमा एउटा अपडेट गर्ने बानीलाई कायम राख्दै, नयाँ पुस्ताको आईफोन १४ को रिलीजको आधिकारिक घोषणा गरियो। धेरै प्रयोगकर्ताहरू "आईफोन १४ औं पुस्तासम्म विकसित भएको छ" भनेर छक्क पर्छन्। अनि यसले चिनियाँ बजारमा छिट्टै १० लाख भन्दा बढी अनलाइन बुकिङ जित्यो। आइफोन अझै पनि युवाहरूमाझ लोकप्रिय छ।

स्मार्टफोनले सटीक लेजर प्रशोधनको लागि पहिलो चरणको माग सुरु गर्यो

एक दशकभन्दा अघि, जब स्मार्टफोनहरू भर्खरै लन्च भएका थिए, औद्योगिक लेजर प्रशोधन प्रविधि अझै पनि कम स्तरमा थियो। फाइबर लेजर र अल्ट्राफास्ट लेजर चिनियाँ बजारमा नयाँ र खाली कुराहरू थिए, सटीक लेजर प्रशोधन भन्नु पर्दैन। २०११ देखि, चीनमा कम-अन्त परिशुद्धता लेजर मार्किङ बिस्तारै लागू गरिएको छ। त्यस समयमा, सानो-शक्तिको ठोस पल्स ग्रीन लेजर र पराबैंगनी लेजरको बारेमा छलफल गरिएको थियो। र अब, अल्ट्राफास्ट लेजर बिस्तारै व्यावसायिक उद्देश्यका लागि प्रयोग हुन थालेको छ, र अल्ट्राफास्ट प्रेसिजन लेजर प्रशोधनको बारेमा कुरा भइरहेको छ।

सटीक लेजर प्रशोधनको व्यापक प्रयोग धेरै हदसम्म स्मार्टफोन विकासद्वारा संचालित छ। क्यामेरा स्लाइडहरू, फिंगरप्रिन्ट मोड्युलहरू, होम कुञ्जीहरू, क्यामेरा ब्लाइन्ड होलहरू, र अनियमित आकारको काट्ने मोबाइल फोन प्यानलहरू, आदिको उत्पादन, सबै अल्ट्राफास्ट लेजर प्रेसिजन काट्ने प्रविधिको सफलताबाट लाभान्वित हुन्छन्। मुख्य चिनियाँ लेजर प्रेसिजन प्रशोधन निर्माताहरूको प्रेसिजन प्रशोधन व्यवसाय उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्सबाट हो। अर्थात्, प्रेसिजन लेजर प्रशोधनमा बूमको अन्तिम चरण उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स, विशेष गरी स्मार्टफोन र डिस्प्ले प्यानलहरूद्वारा संचालित छ।

लेजर प्यानल काट्ने

२०२१ देखि, स्मार्टफोन, पहिरनयोग्य रिस्टब्यान्ड र डिस्प्ले प्यानल जस्ता उपभोक्ता उत्पादनहरूमा गिरावट आएको छ, जसले गर्दा उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स प्रशोधन उपकरणहरूको माग कमजोर भएको छ र यसको वृद्धिमा बढी दबाब परेको छ। त्यसो भए के नयाँ आईफोन १४ ले प्रशोधन बूमको नयाँ चरण सुरु गर्न सक्छ? तर हालको प्रवृत्तिलाई हेर्दा मानिसहरू नयाँ फोन किन्न कम इच्छुक छन् भन्ने कुरालाई हेर्दा, यो लगभग निश्चित छ कि स्मार्टफोनले बजारको मागमा नयाँ वृद्धिमा योगदान दिन सक्दैन। केही वर्ष पहिले लोकप्रिय रहेका ५जी र फोल्डेबल फोनहरूले आंशिक स्टक प्रतिस्थापन ल्याउन सक्छन्। त्यसो भए, परिशुद्धता लेजर प्रशोधनमा माग वृद्धिको अर्को चरण कहाँ हुन सक्छ?

चीनको अर्धचालक र चिप उद्योगको उदय

चीन एक वास्तविक विश्व कारखाना हो। २०२० मा, चीनको उत्पादन उद्योगको थप मूल्यले विश्व हिस्साको २८.५% ओगटेको छ। यो चिनियाँ विशाल उत्पादन उद्योग हो जसले लेजर प्रशोधन र उत्पादनको लागि विशाल बजार सम्भावना ल्याउँछ। यद्यपि, चीनको उत्पादन उद्योगको प्रारम्भिक चरणमा कमजोर प्राविधिक संचय छ, र तीमध्ये धेरैजसो मध्यम र निम्न-अन्तका उद्योगहरू छन्। विगत एक दशकमा मेसिनरी, यातायात, ऊर्जा, समुद्री इन्जिनियरिङ, एयरोस्पेस, निर्माण उपकरण, आदिमा ठूलो प्रगति भएको छ, जसमा लेजर र लेजर उपकरणको विकास पनि समावेश छ, जसले अन्तर्राष्ट्रिय उन्नत स्तरसँगको खाडललाई धेरै कम गरेको छ।

सेमीकन्डक्टर इन्डस्ट्री एसोसिएसनको तथ्याङ्क अनुसार, मुख्य भूमि चीन विश्वको सबैभन्दा छिटो फ्याब निर्माता हो, जसमा ३१ ठूला फ्याबहरू परिपक्व प्रक्रियामा केन्द्रित छन् जुन २०२४ को अन्त्यसम्ममा पूरा हुने अपेक्षा गरिएको छ; सोही अवधिमा चीनको ताइवानमा सञ्चालनमा ल्याउने तालिकामा रहेका १९ फ्याबहरू, साथै संयुक्त राज्य अमेरिकामा अपेक्षित १२ फ्याबहरू भन्दा यो गति धेरै बढी छ।

केही समय अघि, चीनले घोषणा गर्‍यो कि सांघाई एकीकृत सर्किट उद्योगले १४ एनएम चिप प्रक्रिया तोडेको छ र निश्चित मास-उत्पादन स्केल हासिल गरेको छ। घरेलु उपकरणहरू, अटोमोबाइलहरू र सञ्चारमा प्रयोग हुने २८ एनएम भन्दा माथिका केही चिपहरूको लागि, चीनले परिपक्व उत्पादन प्रक्रियाको गर्व गर्दछ, र आन्तरिक रूपमा अधिकांश चिपहरूको समग्र मागलाई पूर्ण रूपमा पूरा गर्न सक्छ। अमेरिकाको परिचयसँगै CHIPS ऐन अनुसार, चीन र संयुक्त राज्य अमेरिका बीच चिप प्रविधि प्रतिस्पर्धा बढी तीव्र छ, र आपूर्ति अधिशेष हुन सक्छ। 2021  चीनको चिप्सको आयातमा उल्लेखनीय गिरावट आएको छ।

लेजर प्रशोधित चिप

अर्धचालक चिप्स प्रशोधनमा प्रयोग हुने लेजर

वेफरहरू अर्धचालक उत्पादनहरू र चिप्सका आधारभूत सामग्री हुन्, जसलाई वृद्धि पछि यान्त्रिक रूपमा पालिस गर्न आवश्यक पर्दछ। पछिल्लो चरणमा, वेफर काट्ने, जसलाई वेफर डाइसिङ पनि भनिन्छ, धेरै महत्त्वपूर्ण हुन्छ। प्रारम्भिक छोटो-पल्स DPSS लेजर वेफर काट्ने प्रविधि युरोप र संयुक्त राज्य अमेरिकामा विकसित र परिपक्व भएको छ। अल्ट्राफास्ट लेजरहरूको शक्ति बढ्दै जाँदा, भविष्यमा यसको प्रयोग बिस्तारै मुख्यधारा बन्नेछ, विशेष गरी वेफर काट्ने, माइक्रो-ड्रिलिंग होलहरू, बन्द बिटा परीक्षणहरू जस्ता प्रक्रियाहरूमा। अल्ट्राफास्ट लेजर उपकरणको माग क्षमता तुलनात्मक रूपमा ठूलो छ।

अब, चीनमा प्रेसिजन लेजर उपकरण निर्माताहरू छन् जसले वेफर स्लटिङ उपकरणहरू प्रदान गर्न सक्छन्, जुन २८nm प्रक्रिया अन्तर्गत १२-इन्च वेफरहरूको सतह स्लटिङमा लागू गर्न सकिन्छ, र MEMS सेन्सर चिप्स, मेमोरी चिप्स र अन्य उच्च-अन्त चिप उत्पादन क्षेत्रहरूमा लागू गरिएको लेजर वेफर क्रिप्टो काट्ने उपकरणहरू छन्। २०२० मा, शेन्जेनको एउटा ठूलो लेजर उद्यमले गिलास र सिलिकन स्लाइसहरूको पृथकीकरण महसुस गर्न लेजर डिबन्डिङ उपकरणहरू विकास गर्‍यो, र उपकरणहरू उच्च-अन्त अर्धचालक चिपहरू उत्पादन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

लेजर काट्ने चिप वेफर

२०२२ को मध्यमा, वुहानको एक लेजर उद्यमले पूर्ण-स्वचालित लेजर-परिमार्जित काट्ने उपकरण सुरु गर्‍यो, जुन चिप्सको क्षेत्रमा लेजर सतह उपचारमा सफलतापूर्वक लागू गरिएको थियो। यो उपकरणले माइक्रोन दायरामा अर्धचालक सामग्रीको सतहमा लेजर परिमार्जन गर्न उच्च-परिशुद्धता फेमटोसेकेन्ड लेजर र अत्यन्त कम पल्स ऊर्जा प्रयोग गर्दछ, जसले गर्दा अर्धचालक अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको कार्यसम्पादनमा धेरै सुधार हुन्छ। यो उपकरण उच्च लागत, साँघुरो-च्यानल (≥20um) कम्पाउन्ड अर्धचालक SiC, GaAs, LiTaO3 र अन्य वेफर चिप आन्तरिक परिमार्जन काट्ने, जस्तै सिलिकन चिप्स, MEMS सेन्सर चिप्स, CMOS चिप्स, आदि को लागि उपयुक्त छ। 

चीनले लिथोग्राफी मेसिनहरूको प्रमुख प्राविधिक समस्याहरूलाई सम्बोधन गरिरहेको छ, जसले लिथोग्राफी मेसिनहरूको प्रयोगसँग सम्बन्धित एक्साइमर लेजरहरू र चरम पराबैंगनी लेजरहरूको माग बढाउनेछ, तर चीनमा यस क्षेत्रमा पहिले थोरै अनुसन्धान भएको छ।

उच्च गुणस्तर र चिप्सका लागि प्रेसिजन लेजर प्रशोधन हेडहरू क्रेजको अर्को लहर बन्न सक्छन्

पहिले चीनको अर्धचालक चिप उद्योगमा कमजोरीका कारण, लेजर प्रशोधन चिपहरूमा थोरै अनुसन्धान र अनुप्रयोगहरू थिए, जुन पहिलो पटक डाउनस्ट्रीम उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक उत्पादनहरूको टर्मिनल एसेम्बलीमा प्रयोग गरिएको थियो। भविष्यमा, चीनमा सटीक लेजर प्रशोधनको लागि मुख्य बजार बिस्तारै सामान्य इलेक्ट्रोनिक भागहरूको प्रशोधनबाट अपस्ट्रीम सामग्री र प्रमुख घटकहरूमा सर्नेछ, विशेष गरी अर्धचालक सामग्री, बायोमेडिकल र पोलिमर सामग्रीहरूको तयारीमा।

अर्धचालक चिप उद्योगमा धेरै भन्दा धेरै लेजर अनुप्रयोग प्रक्रियाहरू विकास गरिनेछ। उच्च-परिशुद्धता चिप उत्पादनहरूको लागि, गैर-सम्पर्क अप्टिकल प्रशोधन सबैभन्दा उपयुक्त विधि हो। चिप्सको ठूलो मागसँगै, चिप उद्योगले परिशुद्धता लेजर प्रशोधन उपकरणहरूको मागको अर्को चरणमा योगदान पुर्‍याउने सम्भावना धेरै छ।