Hassas Lazer İşlemede Bir Sonraki Patlama Nerede?

Apple Inc., kısa bir süre önce, yılda bir güncelleme yapma alışkanlığını sürdürerek yeni nesil iPhone 14'ü resmen duyurdu. Birçok kullanıcı, "iPhone'un 14. nesle ulaşması"na şaşırdı. Ve Çin pazarında hızla 1 milyondan fazla online sipariş aldı. iPhone, gençler arasında hala popüler.

Akıllı telefonlar hassas lazer işlemeye olan talebin ilk turunu başlattı

On yıldan fazla bir süre önce, akıllı telefonlar henüz piyasaya sürüldüğünde, endüstriyel lazer işleme teknolojisi henüz düşük seviyedeydi. Fiber lazer ve ultra hızlı lazer, Çin pazarında yeni ve boş şeylerdi; hassas lazer işlemeden bahsetmiyorum bile. 2011'den beri, düşük seviyeli hassas lazer markalama Çin'de kademeli olarak uygulanmaya başlandı. O zamanlar, düşük güçlü katı darbeli yeşil lazer ve ultraviyole lazer tartışılıyordu. Şimdi ise, ultra hızlı lazer ticari amaçlarla kademeli olarak kullanılmaya başlandı ve ultra hızlı hassas lazer işleme hakkında konuşuluyor.

Hassas lazer işlemenin kitlesel uygulaması büyük ölçüde akıllı telefon geliştirmeyle desteklenmektedir. Kamera sürgüleri, parmak izi modülleri, HOME tuşları, kamera kör delikleri ve düzensiz şekilli cep telefonu panelleri vb. üretimleri, ultra hızlı lazer hassas kesimin teknolojik atılımından faydalanmaktadır. Başlıca Çinli lazer hassas işleme üreticilerinin hassas işleme faaliyetleri, tüketici elektroniğinden kaynaklanmaktadır. Yani, hassas lazer işlemedeki son patlama, özellikle akıllı telefonlar ve ekran panelleri olmak üzere tüketici elektroniğinden kaynaklanmaktadır.

Lazer Panel Kesimi

2021'den bu yana akıllı telefonlar, giyilebilir bileklikler ve ekran panelleri gibi tüketici ürünleri düşüş eğilimi gösterdi ve bu da tüketici elektroniği işleme ekipmanlarına olan talebin zayıflamasına ve büyüme üzerinde daha fazla baskı oluşmasına yol açtı. Peki yeni iPhone 14 yeni bir işlem patlaması dalgası başlatabilir mi? Ancak insanların yeni bir telefon satın almaya daha az istekli olduğu mevcut eğilim göz önüne alındığında, akıllı telefonların pazar talebindeki yeni büyümeye katkıda bulunamayacağı neredeyse kesin. Birkaç yıl önce popüler olan 5G ve katlanabilir telefonlar, stokların yalnızca bir kısmını yenileyebilir. Peki, hassas lazer işlemede bir sonraki talep artışı nerede olabilir?

Çin'in yarı iletken ve çip endüstrisinin yükselişi

Çin, gerçek bir dünya fabrikasıdır. 2020 yılında, Çin imalat sanayisinin katma değeri dünya payının %28,5'ini oluşturmaktadır. Lazer işleme ve üretimi için muazzam bir pazar potansiyeli sunan, Çin'in devasa imalat sanayisidir. Ancak, Çin imalat sanayisinin erken aşamada zayıf bir teknik birikimi vardır ve çoğu orta ve düşük seviyeli sektörlerden oluşmaktadır. Son on yılda, lazer ve lazer ekipmanlarının geliştirilmesi de dahil olmak üzere makine, ulaştırma, enerji, denizcilik mühendisliği, havacılık ve uzay, imalat ekipmanları vb. alanlarda büyük bir ilerleme kaydedilmiş ve bu da uluslararası ileri seviyeyle arasındaki farkı önemli ölçüde azaltmıştır.

Yarı İletken Endüstrisi Birliği'nin istatistiklerine göre, Çin anakarası dünyanın en hızlı fabrika üreticisi konumunda olup, 2024 yılı sonuna kadar tamamlanması beklenen olgunlaşmış sürece odaklanan 31 büyük fabrika bulunmaktadır. Bu hız, aynı dönemde Çin'in Tayvan kentinde faaliyete geçirilmesi planlanan 19 fabrikanın yanı sıra ABD'de faaliyete geçmesi beklenen 12 fabrikayı da büyük ölçüde aşmaktadır.

Kısa bir süre önce Çin, Şanghay entegre devre endüstrisinin 14 nm yonga sürecini aştığını ve belirli bir seri üretim ölçeğine ulaştığını duyurdu. Ev aletleri, otomobiller ve iletişimde kullanılan 28 nm üzeri yongaların bir kısmı için Çin, son derece gelişmiş bir üretim sürecine sahip ve yongaların çoğuna yönelik genel talebi iç pazarda mükemmel bir şekilde karşılayabiliyor. ABD CHIPS Yasası'nın yürürlüğe girmesiyle birlikte, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri arasındaki yonga teknolojisi rekabeti daha da yoğunlaştı ve bir arz fazlası oluşabilir. 2021 yılında Çin'in yonga ithalatında önemli bir düşüş yaşandı.

Lazerle İşlenmiş Çip

Yarı iletken yongaların işlenmesinde kullanılan lazer

Wafer'lar, yarı iletken ürünlerin ve yongaların temel malzemeleridir ve üretimden sonra mekanik olarak parlatılması gerekir. Sonraki aşamada, wafer kesme (wafer dicing) olarak da bilinen wafer kesme işlemi büyük önem taşır. İlk kısa darbeli DPSS lazer wafer kesme teknolojisi Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde geliştirilmiş ve olgunlaşmıştır. Ultra hızlı lazerlerin gücü arttıkça, özellikle wafer kesme, mikro delme delikleri ve kapalı beta testleri gibi prosedürlerde kullanımı gelecekte giderek yaygınlaşacaktır. Ultra hızlı lazer ekipmanlarına olan talep potansiyeli nispeten yüksektir.

Çin'de, 28 nm işlemle 12 inçlik gofretlerin yüzey oluğuna uygulanabilen gofret yuvası açma ekipmanı ve MEMS sensör yongaları, bellek yongaları ve diğer üst düzey yonga üretim alanlarına uygulanabilen lazer gofret kripto kesme ekipmanı sağlayabilen hassas lazer ekipmanı üreticileri bulunmaktadır. 2020 yılında, Shenzhen'deki büyük bir lazer işletmesi, cam ve silikon dilimlerinin ayrılmasını sağlamak için lazer ayırma ekipmanı geliştirdi ve bu ekipman, üst düzey yarı iletken yongalar üretmek için kullanılabilir.

Lazer Kesim Çip Gofret

2022 yılının ortalarında, Wuhan'daki bir lazer işletmesi, yonga alanında lazer yüzey işlemede başarıyla uygulanan tam otomatik lazer modifiye kesme ekipmanını piyasaya sürdü. Cihaz, mikron aralığında yarı iletken malzemelerin yüzeyinde lazer modifikasyonu gerçekleştirmek için yüksek hassasiyetli bir femtosaniye lazer ve son derece düşük darbe enerjisi kullanır ve böylece yarı iletken optoelektronik cihazların performansını önemli ölçüde artırır. Ekipman, yüksek maliyetli, dar kanallı (≥20 um) bileşik yarı iletken SiC, GaAs, LiTaO3 ve silikon yongalar, MEMS sensör yongaları, CMOS yongaları vb. gibi diğer yonga yongalarının iç modifikasyon kesimi için uygundur.

Çin, litografi makinelerinin temel teknik sorunlarıyla mücadele ediyor ve bu da litografi makinelerinin kullanımıyla ilgili excimer lazerler ve aşırı ultraviyole lazerlere olan talebi artıracaktır, ancak Çin'de daha önce bu alanda çok az araştırma yapılmıştır.

Üst düzey ve çipler için hassas lazer işleme kafaları bir sonraki çılgınlık dalgası olabilir

Çin'in yarı iletken çip endüstrisindeki zayıflık nedeniyle, ilk olarak tüketici elektroniği ürünlerinin son montajında ​​kullanılan lazer işleme çipleri üzerinde çok az araştırma ve uygulama vardı. Gelecekte, Çin'deki hassas lazer işleme ana pazarı, genel elektronik parçaların işlenmesinden, özellikle yarı iletken malzemelerin, biyomedikal ve polimer malzemelerin hazırlanması gibi temel bileşenlere doğru kademeli olarak kayacaktır.

Yarı iletken çip endüstrisinde giderek daha fazla lazer uygulama süreci geliştirilecektir. Yüksek hassasiyetli çip ürünleri için temassız optik işleme en uygun yöntemdir. Çiplere olan büyük taleple birlikte, çip endüstrisinin hassas lazer işleme ekipmanlarına olan bir sonraki talep dalgasına katkıda bulunması muhtemeldir.