目前，中國(guó)的半導(dǎo)體市場(chǎng)需求約占全球市場(chǎng)需求的三成。然而，在產(chǎn)能方面，中國(guó)大陸廠商僅掌握全球不到1％的12英寸晶圓產(chǎn)能，位于中國(guó)大陸（包括外商獨(dú)資）的12英寸晶圓產(chǎn)能則有8％。巨大的半導(dǎo)體市場(chǎng)潛力與制程技術(shù)的局限性并存，使得中國(guó)大陸成為投資半導(dǎo)體制造的熱點(diǎn)。
隨著中國(guó)通信基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、智能終端持續(xù)發(fā)酵，以及車(chē)聯(lián)網(wǎng)、智慧城市的建設(shè)等，為中國(guó)IC產(chǎn)業(yè)持續(xù)注入動(dòng)力。加之，中國(guó)政府的積極引導(dǎo)進(jìn)一步推動(dòng)了半導(dǎo)體制造業(yè)的發(fā)展。可以預(yù)見(jiàn)，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入黃金時(shí)代，而這一切的背后都需要有強(qiáng)而有力的晶圓代工來(lái)支持。
半導(dǎo)體制造的主要趨勢(shì)
摩爾定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，大約每隔18－24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。
小型化和更高的時(shí)鐘頻率一直是半導(dǎo)體制造的主要趨勢(shì)。如今，在現(xiàn)代智能手機(jī)的CPU中，其晶體管與流感病毒的大小幾乎相同。在極具創(chuàng)新的半導(dǎo)體行業(yè)中，在無(wú)限追求更小更精密的微觀世界里，激光發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。例如，激光蝕刻出微細(xì)的溝槽，可將幾百塊芯片緊密地壓縮在一起，裝配在晶圓上；極紫外光可用于生產(chǎn)小于16納米的芯片；激光可將產(chǎn)品信息快速標(biāo)記于極小的空間中；超短脈沖激光器能夠快速地在多層基板上鉆出大量細(xì)小的孔眼。
激光在晶圓上的劃線及切割
在現(xiàn)代的晶圓制程中，更大的晶圓能夠被鋸成越來(lái)越多的不斷縮小的芯片。導(dǎo)體層之間填入低k介質(zhì)材料的絕緣層。低k介質(zhì)材料容易引發(fā)各種鋸切問(wèn)題，有時(shí)會(huì)因?yàn)榇嘈远扑?，有時(shí)會(huì)粘住鋸片。即使使用最薄的鋸片分割晶圓，切痕仍然較大。而TruMicro皮秒激光則可輕松實(shí)現(xiàn)40微米的溝槽寬度，且不產(chǎn)生任何損傷。
鋸切也產(chǎn)生粉塵，人們通常會(huì)在晶片上涂上保護(hù)涂層。若使用紫外激光，則無(wú)需在晶片上涂上保護(hù)涂層，也無(wú)需水冷卻。而且當(dāng)晶圓厚度小于100微米時(shí)，激光切割的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鋸切的速度。
據(jù)說(shuō)，美國(guó)JPSA公司開(kāi)發(fā)了一種有效的光束整形與傳遞的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以獲得很狹窄的2．5微米切口寬度，可以在保證最小聚焦光斑的同時(shí)調(diào)節(jié)優(yōu)化激光強(qiáng)度，大大提高半導(dǎo)體晶圓劃片的速度，且降低了對(duì)材料過(guò)度加熱與附帶損傷的程度。
在多層印刷電路板上的激光鉆孔
由于電子產(chǎn)品小型化的趨勢(shì)，即使一小塊印刷電路板上也布滿了各類芯片、電子元器件，電路板所需的鉆孔數(shù)量相當(dāng)驚人，對(duì)孔徑和深度的精確度要求甚高。在材料方面，手機(jī)制造商則青睞柔性電路板。
對(duì)于鉆孔，激光技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于精度，例如紅外皮秒激光器可實(shí)現(xiàn)直徑30微米的鉆孔。但穿透深度的精準(zhǔn)同樣重要——電路中任何一個(gè)導(dǎo)孔若因錯(cuò)誤的加工深度而導(dǎo)致接觸不良或短路，那么這塊電路板就成了廢品。
人們?cè)诙鄬游⑼纂娐钒迳线M(jìn)行微鉆孔，以實(shí)現(xiàn)電路元件之間的電氣連接。CO2激光器被廣泛用于微電子封裝應(yīng)用的通孔鉆孔工序。然而，CO2激光器具有的紅外波長(zhǎng)限制了其聚焦光斑的大小。若想鉆出更小直徑的通孔，則需要較短的波長(zhǎng)。在相干公司應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室的一項(xiàng)測(cè)試中，曾利用準(zhǔn)分子激光器成功地在玻璃薄片上鉆出許多緊密排列的孔。準(zhǔn)分子激光器已經(jīng)成為制造集成電路、顯示屏和柔性電子元件的關(guān)鍵技術(shù)。
智能手機(jī)芯片：越小越強(qiáng)大
未來(lái)，手機(jī)將更加智能和強(qiáng)大——它能與身體緊密連接，人們可以通過(guò)手勢(shì)和語(yǔ)音對(duì)它進(jìn)行操控。這意味著智能手機(jī)的核心芯片也將向更小、更強(qiáng)大的方向演化。
EUV光刻將繼續(xù)創(chuàng)建更小結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)出更高性能的芯片。通快已研發(fā)了第三代的激光系統(tǒng)，為光刻系統(tǒng)制造商和預(yù)脈沖、主脈沖技術(shù)樹(shù)立了標(biāo)桿。該公司更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)所需的250瓦光學(xué)功率，為新一代芯片的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。
除了上述的激光技術(shù)在電子、半導(dǎo)體行業(yè)的幾大主要應(yīng)用，激光技術(shù)還可應(yīng)用于IC表面上的細(xì)微標(biāo)記、ITO圖形制備等等。業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的激光設(shè)備供應(yīng)商陸續(xù)推出不同加工用途的產(chǎn)品。
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