Onde está a próxima onda de crescimento no processamento de precisão a laser?

Há pouco tempo, a Apple Inc. anunciou oficialmente o lançamento da nova geração do iPhone 14, mantendo o hábito de uma atualização por ano. Muitos usuários estão chocados com o fato de o "iPhone ter evoluído para a 14ª geração". E rapidamente conquistou mais de 1 milhão de reservas online no mercado chinês. O iPhone ainda é popular entre os jovens.

Os smartphones desencadearam a primeira rodada de demanda por processamento de laser de precisão

Há mais de uma década, quando os smartphones foram lançados, a tecnologia de processamento a laser industrial ainda era incipiente. O laser de fibra e o laser ultrarrápido eram novidades e ainda não existiam no mercado chinês, sem falar no processamento a laser de precisão. Desde 2011, a marcação a laser de precisão de baixo custo tem sido gradualmente aplicada na China. Naquela época, o laser verde de pulso sólido de baixa potência e o laser ultravioleta eram discutidos. E agora, o laser ultrarrápido tem sido gradualmente utilizado para fins comerciais, e o processamento a laser de precisão ultrarrápido está sendo discutido.

A aplicação em massa do processamento a laser de precisão é amplamente impulsionada pelo desenvolvimento de smartphones. A produção de slides para câmeras, módulos de impressão digital, teclas HOME, furos cegos para câmeras e cortes irregulares em painéis de celulares, entre outros, se beneficiam do avanço tecnológico do corte de precisão a laser ultrarrápido. O negócio de processamento de precisão dos principais fabricantes chineses de processamento de precisão a laser é o de eletrônicos de consumo. Ou seja, a última onda de crescimento do processamento a laser de precisão é impulsionada por eletrônicos de consumo, especialmente smartphones e painéis de exibição.

Corte de painéis a laser

Desde 2021, produtos de consumo como smartphones, pulseiras vestíveis e painéis de exibição têm apresentado uma tendência de queda, levando a uma demanda mais fraca por equipamentos de processamento de eletrônicos de consumo e a uma maior pressão sobre seu crescimento. Então, o novo iPhone 14 pode iniciar uma nova onda de crescimento no processamento? Mas, a julgar pela tendência atual de que as pessoas estão menos dispostas a comprar um novo telefone, é quase certo que os smartphones não contribuirão para o novo crescimento da demanda do mercado. 5G e telefones dobráveis, populares há alguns anos, podem trazer apenas uma reposição parcial de estoque. Então, onde pode estar a próxima onda de aumento da demanda por processamento a laser de precisão?

A ascensão da indústria de semicondutores e chips da China

A China é uma verdadeira fábrica mundial. Em 2020, o valor agregado da indústria manufatureira chinesa representou 28,5% da participação mundial. É a enorme indústria manufatureira chinesa que traz um enorme potencial de mercado para processamento e fabricação a laser. No entanto, a indústria manufatureira chinesa apresenta uma fraca acumulação tecnológica em estágio inicial, sendo a maioria indústrias de médio e baixo custo. A última década testemunhou um grande progresso em máquinas, transporte, energia, engenharia naval, aeroespacial, equipamentos de manufatura, etc., incluindo o desenvolvimento de lasers e equipamentos a laser, o que reduziu significativamente a lacuna em relação ao nível avançado internacional.

De acordo com estatísticas da Semiconductor Industry Association, a China continental é a construtora de fábricas mais rápida do mundo, com 31 grandes fábricas focadas em processos maduros com previsão de conclusão até o final de 2024. A velocidade excede em muito as 19 fábricas programadas para entrar em operação em Taiwan, China, durante o mesmo período, bem como as 12 fábricas esperadas nos Estados Unidos.

Há pouco tempo, a China anunciou que a indústria de circuitos integrados de Xangai ultrapassou o processo de chips de 14 nm e atingiu uma certa escala de produção em massa. Para alguns dos chips acima de 28 nm usados ​​em eletrodomésticos, automóveis e comunicações, a China ostenta um processo de produção extremamente maduro e pode atender perfeitamente à demanda geral pela maioria dos chips internamente. Com a introdução da Lei de Chips dos EUA, a competição tecnológica de chips entre a China e os Estados Unidos se tornou mais intensa, e pode haver um excedente de oferta. 2021 testemunhou um declínio significativo nas importações de chips da China.

Chip processado a laser

O laser usado no processamento de chips semicondutores

Wafers são os materiais básicos de produtos semicondutores e chips, que precisam ser polidos mecanicamente após o crescimento. Na fase posterior, o corte de wafer, também conhecido como corte de wafer, é de grande importância. A tecnologia inicial de corte de wafer a laser DPSS de pulso curto foi desenvolvida e aperfeiçoada na Europa e nos Estados Unidos. À medida que a potência dos lasers ultrarrápidos aumenta, seu uso se tornará gradualmente popular no futuro, especialmente em procedimentos como corte de wafer, microperfuração de furos e testes beta fechados. O potencial de demanda por equipamentos a laser ultrarrápidos é comparativamente grande.

Atualmente, existem fabricantes de equipamentos de laser de precisão na China que podem fornecer equipamentos de corte de wafers, que podem ser aplicados ao corte de superfícies de wafers de 12 polegadas sob o processo de 28 nm, e equipamentos de corte de criptografia de wafers a laser aplicados a chips de sensores MEMS, chips de memória e outras áreas de fabricação de chips de ponta. Em 2020, uma grande empresa de laser em Shenzhen desenvolveu um equipamento de descolamento a laser para realizar a separação de fatias de vidro e silício, e o equipamento pode ser usado para produzir chips semicondutores de ponta.

Corte a laser de chips de wafer

Em meados de 2022, uma empresa de laser em Wuhan lançou um equipamento de corte totalmente automático modificado a laser, aplicado com sucesso ao tratamento de superfície a laser na área de chips. O dispositivo utiliza um laser de femtossegundo de alta precisão e energia de pulso extremamente baixa para realizar a modificação a laser na superfície de materiais semicondutores na faixa de µm, melhorando significativamente o desempenho de dispositivos optoeletrônicos semicondutores. O equipamento é adequado para corte de modificação interna de chips semicondutores compostos de alto custo, de canal estreito (≥20 µm) de SiC, GaAs, LiTaO3 e outros chips de wafer, como chips de silício, chips de sensores MEMS, chips CMOS, etc.

A China está lidando com os principais problemas técnicos das máquinas de litografia, o que impulsionará a demanda por lasers excimer e lasers ultravioleta extremos relacionados ao uso de máquinas de litografia, mas há pouca pesquisa nessa área na China.

Cabeçotes de processamento a laser de precisão para chips de ponta podem se tornar a próxima onda de mania

Devido à fragilidade da indústria chinesa de chips semicondutores, havia pouca pesquisa e aplicação em chips de processamento a laser, que eram inicialmente utilizados na montagem de terminais de produtos eletrônicos de consumo. No futuro, o principal mercado de processamento a laser de precisão na China migrará gradualmente do processamento de peças eletrônicas em geral para materiais e componentes-chave a montante, especialmente na preparação de materiais semicondutores, materiais biomédicos e poliméricos.

Cada vez mais processos de aplicação de laser serão desenvolvidos na indústria de chips semicondutores. Para produtos de chip de alta precisão, o processamento óptico sem contato é o método mais adequado. Com a enorme demanda por chips, a indústria de chips provavelmente contribuirá para a próxima onda de demanda por equipamentos de processamento a laser de precisão.