目前，中國的半導體市場需求約占全球市場需求的三成。然而，在產能方面，中國大陸廠商僅掌握全球不到1%的12英寸晶圓產能，位于中國大陸（包括外商獨資）的12英寸晶圓產能則有8%。巨大的半導體市場潛力與制程技術的局限性并存，使得中國大陸成為投資半導體制造的熱點。


隨著中國通信基礎設施的建設、智能終端持續發酵，以及車聯網、智慧城市的建設等，為中國IC產業持續注入動力。加之，中國政府的積極引導進一步推動了半導體制造業的發展。可以預見，中國半導體產業將進入黃金時代，而這一切的背后都需要有強而有力的晶圓代工來支持。

半導體制造的主要趨勢


摩爾定律揭示了信息技術進步的速度：當價格不變時，集成電路上可容納的元器件的數目，大約每隔18-24個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。


小型化和更高的時鐘頻率一直是半導體制造的主要趨勢。如今，在現代智能手機的CPU中，其晶體管與流感病毒的大小幾乎相同。在極具創新的半導體行業中，在無限追求更小更精密的微觀世界里，激光發揮著至關重要的作用。例如，激光蝕刻出微細的溝槽，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小于16納米的芯片；激光可將產品信息快速標記于極小的空間中；超短脈沖激光器能夠快速地在多層基板上鉆出大量細小的孔眼。

激光在晶圓上的劃線及切割


在現代的晶圓制程中，更大的晶圓能夠被鋸成越來越多的不斷縮小的芯片。導體層之間填入低k介質材料的絕緣層。低k介質材料容易引發各種鋸切問題，有時會因為脆性而破碎，有時會粘住鋸片。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現40微米的溝槽寬度，且不產生任何損傷。


鋸切也產生粉塵，人們通常會在晶片上涂上保護涂層。若使用紫外激光，則無需在晶片上涂上保護涂層，也無需水冷卻。而且當晶圓厚度小于100微米時，激光切割的速度遠遠超過了鋸切的速度。


據說，美國JPSA公司開發了一種有效的光束整形與傳遞的光學系統，該系統可以獲得很狹窄的2.5微米切口寬度，可以在保證最小聚焦光斑的同時調節優化激光強度，大大提高半導體晶圓劃片的速度，且降低了對材料過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


由于電子產品小型化的趨勢，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量相當驚人，對孔徑和深度的精確度要求甚高。在材料方面，手機制造商則青睞柔性電路板。


對于鉆孔，激光技術最大的優勢在于精度，例如紅外皮秒激光器可實現直徑30微米的鉆孔。但穿透深度的精準同樣重要——電路中任何一個導孔若因錯誤的加工深度而導致接觸不良或短路，那么這塊電路板就成了廢品。


人們在多層微通孔電路板上進行微鉆孔，以實現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用的通孔鉆孔工序。然而，CO2激光器具有的紅外波長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。在相干公司應用實驗室的一項測試中，曾利用準分子激光器成功地在玻璃薄片上鉆出許多緊密排列的孔。準分子激光器已經成為制造集成電路、顯示屏和柔性電子元件的關鍵技術。

智能手機芯片：越小越強大


未來，手機將更加智能和強大——它能與身體緊密連接，人們可以通過手勢和語音對它進行操控。這意味著智能手機的核心芯片也將向更小、更強大的方向演化。


EUV光刻將繼續創建更小結構，生產出更高性能的芯片。通快已研發了第三代的激光系統，為光刻系統制造商和預脈沖、主脈沖技術樹立了標桿。該公司更長遠的目標是實現大規模生產所需的250瓦光學功率，為新一代芯片的生產奠定基礎。

除了上述的激光技術在電子、半導體行業的幾大主要應用，激光技術還可應用于IC表面上的細微標記、ITO圖形制備等等。業內領先的激光設備供應商陸續推出不同加工用途的產品。比如，伊歐激光LMC系列激光設備具有多種用途，可以剪切、雕刻多種的晶片，適用于硅、砷化鎵、低k介質材料等。又如，蘇州德龍激光LED晶圓紫外激光高速劃片設備，主要應用在以Sapphire基底的GaN晶圓的劃片切割。


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關于慕尼黑上海光博會LASER World of PHOTonICS CHINA

作為亞洲領先的激光、光學、光電展，慕尼黑上海光博會(LASER World of PHOTonICS CHINA)自2006年在上海舉辦以來，以國際化的視角呈現光電行業的全方位產品內容，專為滿足中國市場的獨特需求。下屆展會將于2016年3月15-17日在上海新國際博覽中心舉辦。

慕尼黑國際應用激光、光學技術貿易博覽會LASER World of PHOTONICS

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