Kje je naslednji krog razcveta v precizni laserski obdelavi?

Nedolgo nazaj je Apple Inc. uradno napovedal izdajo nove generacije iPhona 14, pri čemer je ohranil navado ene posodobitve na leto. Mnogi uporabniki so šokirani, da se je "iPhone razvil do 14. generacije". In hitro je osvojil več kot milijon spletnih naročil na kitajskem trgu. iPhone je še vedno priljubljen med mladimi.

Pametni telefoni so sprožili prvi krog povpraševanja po natančni laserski obdelavi

Pred več kot desetletjem, ko so bili pametni telefoni šele predstavljeni, je bila industrijska tehnologija laserske obdelave še vedno na nizki ravni. Vlaknasti laserji in ultrahitri laserji so bili na kitajskem trgu novi in ​​prazni, kaj šele natančna laserska obdelava. Od leta 2011 se na Kitajskem postopoma uvaja nizkocenovno natančno lasersko označevanje. Takrat so se pogovarjali o zelenem laserju z majhno močjo in ultravijoličnem laserju. Zdaj pa se ultrahitri laserji postopoma uporabljajo v komercialne namene in govori se o ultrahitri natančni laserski obdelavi.

Množično uporabo precizne laserske obdelave v veliki meri poganja razvoj pametnih telefonov. Proizvodnja diapozitivov za kamere, modulov za prstne odtise, tipk HOME, slepih lukenj za kamere in nepravilno oblikovanih izrezov plošč mobilnih telefonov itd., vse to ima koristi od tehnološkega preboja ultrahitrega laserskega preciznega rezanja. Poslovanje s precizno obdelavo glavnih kitajskih proizvajalcev laserske precizne obdelave je na področju potrošniške elektronike. To pomeni, da zadnji krog razcveta precizne laserske obdelave poganja potrošniška elektronika, zlasti pametni telefoni in zasloni.

Lasersko rezanje plošč

Od leta 2021 potrošniški izdelki, kot so pametni telefoni, nosljive zapestnice in zasloni, kažejo padajoči trend, kar vodi v šibkejše povpraševanje po opremi za obdelavo potrošniške elektronike in večji pritisk na njeno rast. Ali lahko torej novi iPhone 14 sproži nov krog razcveta obdelave? Toda sodeč po trenutnem trendu, da so ljudje manj pripravljeni kupiti nov telefon, je skoraj gotovo, da pametni telefoni ne morejo prispevati k novi rasti povpraševanja na trgu. 5G in zložljivi telefoni, ki so bili priljubljeni pred nekaj leti, lahko prinesejo le delno zamenjavo zalog. Kje bi torej lahko bil naslednji krog porasta povpraševanja po precizni laserski obdelavi?

Vzpon kitajske industrije polprevodnikov in čipov

Kitajska je prava svetovna tovarna. Leta 2020 je dodana vrednost kitajske predelovalne industrije predstavljala 28,5 % svetovnega deleža. Prav ogromna kitajska predelovalna industrija prinaša ogromen tržni potencial za lasersko obdelavo in proizvodnjo. Vendar pa ima kitajska predelovalna industrija v zgodnji fazi šibko tehnično akumulacijo, večina pa je srednjega in nižjega cenovnega razreda. V zadnjem desetletju smo bili priča velikemu napredku na področju strojev, prometa, energetike, pomorske tehnike, vesoljske in vesoljske industrije, proizvodne opreme itd., vključno z razvojem laserjev in laserske opreme, kar je močno zmanjšalo vrzel do mednarodne napredne ravni.

Glede na statistiko Združenja polprevodniške industrije je celinska Kitajska najhitrejši graditelj tovarn na svetu, saj naj bi bilo do konca leta 2024 zgrajenih 31 velikih tovarn, ki se osredotočajo na zrele procese; hitrost je močno presegla 19 tovarn, ki naj bi bile v istem obdobju zgrajene na Tajvanu na Kitajskem, in 12 tovarn, ki naj bi bile zgrajene v Združenih državah.

Kitajska je pred kratkim oznanila, da je šanghajska industrija integriranih vezij prebila 14nm proces izdelave čipov in dosegla določen obseg množične proizvodnje. Za nekatere čipe nad 28nm, ki se uporabljajo v gospodinjskih aparatih, avtomobilih in komunikacijah, se Kitajska ponaša z izjemno zrelim proizvodnim procesom in lahko popolnoma zadovolji celotno povpraševanje po večini čipov v državi. Z uvedbo ameriškega zakona CHIPS se je konkurenca na področju tehnologije čipov med Kitajsko in Združenimi državami Amerike okrepila in lahko pride do presežka ponudbe. Leta 2021 se je kitajski uvoz čipov znatno zmanjšal.

Lasersko obdelan čip

Laser, ki se uporablja pri obdelavi polprevodniških čipov

Rezine so osnovni materiali polprevodniških izdelkov in čipov, ki jih je treba po rasti mehansko polirati. V kasnejši fazi je rezanje rezin, znano tudi kot kockanje rezin, zelo pomembno. Zgodnja tehnologija kratkopulznega laserskega rezanja rezin DPSS je bila razvita in dozorela v Evropi in Združenih državah Amerike. Z naraščanjem moči ultrahitrih laserjev bo njihova uporaba v prihodnosti postopoma postala glavni trend, zlasti pri postopkih, kot so rezanje rezin, mikrovrtanje lukenj in zaprti beta testi. Potencial povpraševanja po ultrahitri laserski opremi je sorazmerno velik.

Na Kitajskem obstajajo proizvajalci precizne laserske opreme, ki ponujajo opremo za rezanje rezin, ki se lahko uporablja za površinsko rezanje 12-palčnih rezin po 28 nm postopku, in opremo za lasersko kripto rezanje rezin, ki se uporablja za senzorske čipe MEMS, pomnilniške čipe in druga področja proizvodnje vrhunskih čipov. Leta 2020 je veliko lasersko podjetje v Shenzhenu razvilo opremo za lasersko ločevanje, ki omogoča ločevanje steklenih in silicijevih rezin, in to opremo je mogoče uporabiti za proizvodnjo vrhunskih polprevodniških čipov.

Lasersko rezanje čipov rezin

Sredi leta 2022 je lasersko podjetje v Wuhanu predstavilo popolnoma avtomatsko opremo za lasersko modificirano rezanje, ki je bila uspešno uporabljena za lasersko obdelavo površin na področju čipov. Naprava uporablja visoko natančen femtosekundni laser in izjemno nizko energijo impulzov za lasersko modifikacijo površine polprevodniških materialov v mikronskem območju, s čimer močno izboljša delovanje polprevodniških optoelektronskih naprav. Oprema je primerna za rezanje dragih, ozkokanalnih (≥20 μm) sestavljenih polprevodniških spojin SiC, GaAs, LiTaO3 in drugih rezin z notranjim modifikiranjem, kot so silicijev čip, MEMS senzorski čipi, CMOS čipi itd.

Kitajska se spopada s ključnimi tehničnimi težavami litografskih strojev, kar bo spodbudilo povpraševanje po eksimernih laserjih in ekstremnih ultravijoličnih laserjih, povezanih z uporabo litografskih strojev, vendar je na tem področju na Kitajskem doslej le malo raziskav.

Precizne laserske obdelovalne glave za vrhunski izdelek in čipe bi lahko postale naslednji val norosti

Zaradi šibkosti kitajske industrije polprevodniških čipov v preteklosti je bilo raziskav in aplikacij na področju laserskih obdelovalnih čipov malo, ki so se sprva uporabljali pri sestavljanju terminalov potrošniške elektronike. V prihodnosti se bo glavni trg za natančno lasersko obdelavo na Kitajskem postopoma premaknil od obdelave splošnih elektronskih delov k materialom in ključnim komponentam, zlasti k pripravi polprevodniških materialov, biomedicinskih in polimernih materialov.

V industriji polprevodniških čipov se bo razvijalo vedno več postopkov uporabe laserja. Za visoko natančne čipe je najprimernejša metoda brezkontaktna optična obdelava. Zaradi velikega povpraševanja po čipih bo industrija čipov zelo verjetno prispevala k naslednjemu valu povpraševanja po opremi za natančno lasersko obdelavo.