精密激光加工的下一个热潮在哪里?

时间: 2023-09-12 07:18:25 |   作者: 产品展示

  不久前,苹果正式公开宣布发布新一代iPhone 14,延续了一年更新一次的习惯。很多用户感叹“原来的iPhone已经发布到14款了”,短时间内在中国市场获得了数百万的在线预订,可见iPhone还是很受年轻人欢迎的。

  十几年前,智能手机刚推出的时候,工业激光加工技术还处于较低水平。光纤激光器和超快激光器是新事物,在中国甚至是空白,因此无法谈论精密激光加工。从2011年开始,低端精密激光打标逐渐在国内应用。当时主要讨论的是低功率固态脉冲绿光和紫外激光器。此时,超快激光技术在国外开始成熟并商业化,超快精密激光加工开始被人们津津乐道。

  精密激光加工的大规模应用特别大程度上是由智能手机推动的。滑盖、指纹模块、HOME键、摄像头盲孔、手机面板异形切割等。都得益于超快激光精密切割技术的突破。特别是国内几大激光精密加工设施厂商的精密加工业务,包括大族、胜雄激光、德龙激光等。,全部来自消费电子加工。可以说,上一波精密激光加工是由消费电子科技类产品,尤其是智能手机和显示面板推动的。

  从2021年到今年,智能手机、可穿戴手环、显示面板等消费产品均呈现下降趋势,导致消费电子加工设施需求减弱,精密激光加工设施增长面临较大压力。那么新款iPhone14能否带动新一轮的处理热潮呢?按照目前人们换手机意愿降低的趋势,几乎能肯定,智能手机假如没有革命性的技术突破,是无法带来新的市场需求的。几年前成为热点的5G和折叠屏手机,只能带来部分存量置换。

  中国是名副其实的世界工厂。2020年,中国制造业增加值将占全球的28.5%。正是因为庞大的制造业,给激光加工制造带来了巨大的市场潜力。而我国制造业在技术积累的前期比较薄弱,大部分属于低端产业。在过去的十年里,工业升级在机械、交通、能源、海洋工程、航空航天、制造装备等方面取得了长足的进步。,包括激光器和激光设备的加快速度进行发展,大大缩小了与国外领先水平的差距。

  只是在芯片产业上,中国仍然受到外国的极大限制,尤其是近年来,美国企图封锁和切断中国芯片的供应。全球芯片产业已形成了美国设计开发、日本供应原材料、韩国和中国台湾省加工组装的产业链。作为全世界最大的半导体和芯片消费市场,中国大陆在芯片产业的自主性方面落后。中国市场芯片销售额达到1925亿美元,占全球销售额的34%。外国的遏制迫使中国在芯片技术上投入更多。因此,在过去的四年里,国家全力支持芯片产业的发展,并将其纳入中长期战略规划。

  根据国际半导体工业协会的统计,中国大陆晶圆厂的建设速度位居世界第一。预计到2024年底,将建成31家大型晶圆厂,主要锁定成熟工艺;建厂速度大大超过同期台湾省预定投产的19家,以及美国预期的12家。

  不久前,中国宣布上海的集成电路产业突破了14nm芯片的制造工艺,实现了一定规模的量产。对于家电、汽车、通信等领域使用的部分28nm以上的芯片,我国有非常成熟的制造工艺,可以完美满足国内大部分芯片的整体需求。随着美国芯片法案的出台,中美在芯片技术上的竞争更激烈,有极大几率会出现供过于求的局面。2021年,中国芯片进口开始大幅下降。

  晶圆是半导体产品和芯片的基础材料。晶圆生长后,有必要进行机械抛光。在后期,对晶圆进行切割特别的重要,也是所谓的晶圆划片。早期的短脉冲DPSS激光晶圆切割技术已在欧美发展起来。随着超快激光器的快速发展和功率的提高,超快激光切割晶片将慢慢的变成为未来的主流,特别是在晶片切割、微钻孔、封装测试等方面。,设备需求潜力很大。

  目前,国内精密激光设备厂商可提供晶圆开槽设备,可应用于28nm工艺下12英寸晶圆的表面开槽,激光晶圆隐切设备可应用于MEMS传感器芯片、存储芯片等高端芯片的制造。2020年,深圳某大型激光企业已研发出激光脱脂设备,可实现玻璃与硅的分离,可用于高端半导体芯片应用。

  2022年年中,武汉某激光公司推出行业首台全自动激光改性切割设备,成功应用于芯片领域的激光表面处理。该设备是采用高精度飞秒激光,使用极低的脉冲能量,对半导体材料表明上进行微米范围的激光改性处理,从而大幅度的提升半导体光电器件的性能。适用于高成本、窄沟道(≥ 20μ m)化合物半导体SiC、GaAs、LiTaO3等晶片芯片的内修饰切割,如硅片、MEMS传感器芯片、CMOS芯片等。

  我国正在进行光刻机设备关键技术的攻关,这将带动光刻机用准分子激光和极紫外激光的需求,之前国内几乎是空白。

  过去,由于我国半导体芯片产业的弱势,激光加工芯片的研究和应用较少,但在下游的消费电子终端组装中首先获得了一些应用。未来,我国精密激光加工的主要市场将从一般的电子零件加工逐步走向上游材料和核心部件,特别是半导体材料、生物医用材料、高分子材料等的制备。

  半导体芯片行业将会发明慢慢的变多的激光应用工艺。对于高精度的芯片产品,非接触式光学加工是最合适的方式。巨大的需求,芯片行业很可能托起下一轮精密激光加工设施的需求热潮。



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