Unde este următoarea rundă de boom în prelucrarea laser de precizie?

Nu cu mult timp în urmă, Apple Inc. a anunțat oficial lansarea noii generații de iPhone 14, păstrând obiceiul unei actualizări pe an. Mulți utilizatori sunt șocați că „iPhone-ul a ajuns la a 14-a generație”. Și a câștigat rapid peste 1 milion de rezervări online pe piața chineză. iPhone-ul este încă popular printre tineri.

Smartphone-urile au declanșat prima rundă de cerere pentru procesarea laser de precizie

În urmă cu mai bine de un deceniu, când smartphone-urile abia au fost lansate, tehnologia industrială de procesare cu laser era încă la un nivel scăzut. Laserul cu fibră și laserul ultrarapid erau lucruri noi și neașteptate pe piața chineză, ca să nu mai vorbim de prelucrarea cu laser de precizie. Din 2011, marcarea cu laser de precizie de ultimă generație a fost aplicată treptat în China. La acea vreme s-au discutat despre laserul verde cu impuls solid de mică putere și laserul ultraviolet. Și acum, laserul ultrarapid a fost utilizat treptat în scopuri comerciale, iar procesarea laser de precizie ultrarapidă este subiectul principal de discuție.

Aplicarea în masă a procesării laser de precizie este determinată în mare măsură de dezvoltarea smartphone-urilor. Producțiile de diapozitive pentru camere, module de amprentă, taste HOME, găuri oarbe pentru camere și decuparea neregulată a panourilor de telefoane mobile etc. beneficiază de descoperirea tehnologică a tăierii ultrarapide de precizie cu laser. Activitatea de prelucrare de precizie a principalilor producători chinezi de prelucrare cu laser de precizie este reprezentată de electronice de larg consum. Adică, ultima rundă de explozie în prelucrarea laser de precizie este alimentată de electronicele de larg consum, în special smartphone-urile și panourile de afișare.

Tăierea panourilor cu laser

Din 2021, produsele de larg consum, cum ar fi smartphone-urile, brățările portabile și panourile de afișare, au înregistrat o tendință descendentă, ceea ce a dus la o cerere mai slabă de echipamente de procesare a electronicelor de larg consum și la o presiune mai mare asupra creșterii acestora. Așadar, poate noul iPhone 14 să inițieze o nouă rundă de boom în domeniul procesării datelor? Însă, judecând după tendința actuală, conform căreia oamenii sunt mai puțin dispuși să cumpere un telefon nou, este aproape sigur că smartphone-urile nu pot contribui la noua creștere a cererii de pe piață. Telefoanele 5G și pliabile care erau populare acum câțiva ani pot aduce doar înlocuirea parțială a stocului. Așadar, unde ar putea fi următoarea rundă de creștere a cererii în domeniul procesării laser de precizie?

Ascensiunea industriei semiconductorilor și cipurilor din China

China este o adevărată fabrică mondială. În 2020, valoarea adăugată a industriei prelucrătoare din China reprezenta 28,5% din cota mondială. Este o industrie prelucrătoare chineză uriașă care aduce un potențial enorm de piață pentru prelucrarea și fabricarea cu laser. Cu toate acestea, industria prelucrătoare a Chinei are o acumulare tehnică slabă în stadiul incipient, iar majoritatea sunt industrii de nivel mediu și inferior. În ultimul deceniu s-au înregistrat progrese remarcabile în domeniul mașinilor, transporturilor, energiei, ingineriei marine, aerospațiale, echipamentelor de producție etc., inclusiv dezvoltarea laserelor și a echipamentelor laser, ceea ce a redus considerabil decalajul față de nivelul avansat internațional.

Conform statisticilor Asociației Industriei Semiconductorilor, China continentală este cel mai rapid constructor de fabrici din lume, cu 31 de fabrici mari axate pe procese mature, care se așteaptă să fie finalizate până la sfârșitul anului 2024. Viteza a depășit cu mult cele 19 fabrici programate să fie puse în funcțiune în Taiwan, China, în aceeași perioadă, precum și cele 12 fabrici așteptate în Statele Unite.

Nu cu mult timp în urmă, China a anunțat că industria circuitelor integrate din Shanghai a depășit procesul de fabricație a cipurilor de 14nm și a atins o anumită scară de producție în masă. Pentru unele dintre cipurile de peste 28nm utilizate în electrocasnice, automobile și comunicații, China se mândrește cu un proces de producție depășit de matur și poate satisface perfect cererea generală pentru majoritatea cipurilor în interior. Odată cu introducerea SUA Conform Legii CHIPS, concurența în domeniul tehnologiei cipurilor dintre China și Statele Unite este mai intensă și ar putea exista un surplus de ofertă. 2021  a înregistrat o scădere semnificativă a importurilor de chipsuri din China.

Cip procesat cu laser

Laserul utilizat în procesarea cipurilor semiconductoare

Napolitanele sunt materialele de bază ale produselor semiconductoare și ale cipurilor, care trebuie lustruite mecanic după creștere. În etapa ulterioară, tăierea napolitanelor, cunoscută și sub denumirea de tăiere în cuburi a napolitanelor, este de mare importanță. Tehnologia timpurie de tăiere a plachetelor cu laser DPSS cu impulsuri scurte a fost dezvoltată și maturizată în Europa și Statele Unite. Pe măsură ce puterea laserelor ultrarapide crește, utilizarea acestora va deveni treptat principală în viitor, în special în proceduri precum tăierea napolitanelor, micro-găurirea găurilor și testele beta închise. Potențialul cererii de echipamente laser ultrarapide este relativ mare.

În prezent, există producători de echipamente laser de precizie în China care pot furniza echipamente de tăiere a napolitanelor, care pot fi aplicate la tăierea suprafeței napolitanelor de 12 inch prin procedeul de 28 nm, și echipamente de tăiere criptografică a napolitanelor cu laser aplicate la cipuri de senzori MEMS, cipuri de memorie și alte domenii de producție a cipurilor de înaltă performanță. În 2020, o mare întreprindere de lasere din Shenzhen a dezvoltat echipamente de dezlipire cu laser pentru a realiza separarea feliilor de sticlă și siliciu, iar echipamentul poate fi utilizat pentru a produce cipuri semiconductoare de înaltă calitate.

Taiere cu laser a cipurilor

La mijlocul anului 2022, o întreprindere de prelucrare a laserelor din Wuhan a lansat un echipament de tăiere complet automat modificat cu laser, care a fost aplicat cu succes în tratarea suprafețelor cu laser în domeniul așchiilor. Dispozitivul utilizează un laser femtosecundă de înaltă precizie și o energie a impulsurilor extrem de scăzută pentru a efectua modificări laser pe suprafața materialelor semiconductoare în domeniul micronilor, îmbunătățind astfel considerabil performanța dispozitivelor optoelectronice semiconductoare. Echipamentul este potrivit pentru tăierea cu costuri ridicate, cu canal îngust (≥20um) a semiconductorilor compuși SiC, GaAs, LiTaO3 și a altor cipuri de napolitane pentru modificare internă, cum ar fi cipuri de siliciu, cipuri de senzori MEMS, cipuri CMOS etc. 

China abordează probleme tehnice cheie ale mașinilor de litografie, ceea ce va impulsiona cererea de lasere excimeri și lasere ultraviolete extreme legate de utilizarea mașinilor de litografie, dar există puține cercetări în acest domeniu până acum în China.

Capetele de procesare laser de precizie pentru echipamente de înaltă calitate și cipuri ar putea deveni următorul val de nebunie

Din cauza slăbiciunii industriei de cipuri semiconductoare din China, au existat puține cercetări și aplicații în domeniul cipurilor de procesare cu laser, care au fost utilizate pentru prima dată în asamblarea terminalelor produselor electronice de larg consum. În viitor, principala piață pentru prelucrarea laser de precizie din China se va muta treptat de la prelucrarea pieselor electronice generale la materiale din amonte și componente cheie, în special prepararea materialelor semiconductoare, a materialelor biomedicale și a materialelor polimerice.

Vor fi dezvoltate tot mai multe procese de aplicare a laserului în industria cipurilor semiconductoare. Pentru produsele cu cipuri de înaltă precizie, procesarea optică fără contact este cea mai potrivită metodă. Având în vedere cererea uriașă de cipuri, este foarte probabil ca industria cipurilor să contribuie la următoarea rundă de cerere de echipamente de prelucrare cu laser de precizie.