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產(chǎn)業(yè)資訊

引發(fā)柔性屏革命,飛秒激光如何助力青島領(lǐng)跑未來(lái)制造業(yè)?

來(lái)源:“新青記”微信公號(hào)2020-08-24 我要評(píng)論(0 )   

過(guò)去幾年,手機(jī)屏幕經(jīng)歷了從四角直角到水滴屏、劉海屏、全面屏、曲面屏、以及最新的折疊屏的革新。這背后要?dú)w功于激光切割工藝的進(jìn)化,尤其是飛秒激光。時(shí)至今日,作為...

過(guò)去幾年,手機(jī)屏幕經(jīng)歷了從四角直角到水滴屏、劉海屏、全面屏、曲面屏、以及最新的折疊屏的革新。


這背后要?dú)w功于激光切割工藝的進(jìn)化,尤其是飛秒激光。


時(shí)至今日,作為芯片制造最關(guān)鍵環(huán)節(jié)的光刻機(jī)以及背后的工作原理已經(jīng)成為顯學(xué)。


光刻機(jī)的水平直接決定了中國(guó)芯片制造的水平,它的突破無(wú)疑代表了中國(guó)芯片制造的水平。


但很少有人知道,激光器是光刻機(jī)核心設(shè)備之一。


這幾年,幾乎每隔一段時(shí)間都有中國(guó)光刻機(jī)獲突破的消息,都跟飛秒激光器有關(guān)。


2019年4月,武漢光電國(guó)家研究中心對(duì)外宣布,該中心甘棕松團(tuán)隊(duì)研制的9nm線寬雙光束超衍射極限光刻試驗(yàn)樣機(jī),樣機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件包括飛秒激光器、聚焦物鏡等也實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。

與動(dòng)輒幾千萬(wàn)美元的主流光刻機(jī)乃至一億美元售價(jià)的EUV光刻機(jī)相比,超分辨光刻硬件部分只需要一臺(tái)飛秒激光器和一臺(tái)普通連續(xù)激光器,成本只是主流光刻機(jī)的幾分之一。


雖然這僅僅是樣機(jī)試驗(yàn),距離取代EUV光刻機(jī)還有很長(zhǎng)的路要走,尚不能解決當(dāng)下產(chǎn)業(yè)問(wèn)題,但可以看得出,中國(guó)已經(jīng)意識(shí)到精密制造領(lǐng)域的短板,這其中飛秒激光器是一個(gè)繞不開的技術(shù)。

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飛秒激光被譽(yù)為“最亮的光、最準(zhǔn)的尺、最快的刀”,能以極快的速度將其全部能量注入到很小的作用區(qū)域,瞬間內(nèi)產(chǎn)生的高能量密度的沉積將使電子的吸收和運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生變化,可以避免線性吸收、能量轉(zhuǎn)移及擴(kuò)散過(guò)程等的影響,從根本上改變了激光與物質(zhì)相互作用的機(jī)制。


簡(jiǎn)單說(shuō)就是,飛秒激光與材料相互作用的時(shí)間極短,等離子體還沒(méi)來(lái)得及將能量傳遞給周圍材料,就已經(jīng)從材料表面被燒蝕掉,不會(huì)給周圍的材料帶來(lái)熱影響,這種“冷加工”優(yōu)勢(shì)使得飛秒激光在微電子、光子學(xué)和MOEMS(激光機(jī)電系統(tǒng))等高新技術(shù)領(lǐng)域和精細(xì)激光醫(yī)療、精密鉆孔、精密切割等精密加工領(lǐng)域中應(yīng)用前景巨大。


除了芯片制造中的光刻機(jī),飛秒激光器另一個(gè)重要的領(lǐng)域是柔性顯示屏。


華為P40系列手機(jī)采用的曲面柔性屏,帶來(lái)了全面屏的震撼體驗(yàn),這要得益于京東方在柔性O(shè)LED屏的出貨量提供了強(qiáng)大的支持。


柔性O(shè)LED屏手機(jī)新性能對(duì)生產(chǎn)加工工藝也提出了更高的要求。其中,約70%的手機(jī)加工鏈和制造環(huán)節(jié)都用到了多種不同的激光工藝。在柔性O(shè)LED生產(chǎn)過(guò)程中,激光加工對(duì)各段制程起著至關(guān)重要的作用,并且激光以其靈活高效成為柔性化生產(chǎn)線的首選。


高分子聚合物薄膜材料廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品,如FPCB覆蓋膜,OLED柔性顯示屏中的復(fù)合膜等,由于材料極薄,如果采用納秒激光脈沖加工,材料極易變形,甚至在加工面的材料發(fā)生碳化。


未來(lái)幾年,京東方、天馬、維信諾等企業(yè)將加大建設(shè)OLED面板產(chǎn)線,總投資超千億元,OLED激光設(shè)備國(guó)產(chǎn)替代大有空間,隨著我國(guó)激光技術(shù)的成熟、成本的降低,同時(shí)也驅(qū)動(dòng)著激光在柔性屏制造中的應(yīng)用潛力。

在業(yè)內(nèi),飛秒激光技術(shù)給顯示行業(yè)帶來(lái)無(wú)可比擬的品質(zhì)提升已經(jīng)成為共識(shí),尤其是時(shí)下最熱的柔性O(shè)LED膜切及屏下鉆孔。


一些激光技術(shù)公司紛紛與世界頂級(jí)面板制造商合作,不斷改進(jìn)柔性顯示屏制造工藝。

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科技日?qǐng)?bào)社副社長(zhǎng)房漢廷認(rèn)為,要解決中國(guó)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈中的卡脖子技術(shù),必須要發(fā)展自己的根技術(shù),培育自己的根產(chǎn)業(yè)。


根技術(shù)產(chǎn)業(yè)有三個(gè)顯著特征:共性架構(gòu)性;強(qiáng)裂變屬性;多功能生成性。


“根技術(shù)”產(chǎn)業(yè)中很重要的一部分時(shí)用新技術(shù)賦能改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。


房漢廷認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)、5G網(wǎng)絡(luò)、AI、聚變能源、3D打印、基因編輯、飛秒激光、量子計(jì)算、生物工程九個(gè)方面,是當(dāng)下以及未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的根產(chǎn)業(yè),國(guó)家的戰(zhàn)略布局也應(yīng)該在這些方面加大力度。

飛秒激光的重要性就在于對(duì)中國(guó)制造業(yè)的賦能改造。


如果說(shuō)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的是降本增效,飛秒激光則是一種使中國(guó)制造轉(zhuǎn)向附加值更高、技術(shù)壁壘更高的高端精密加工的利器,尤其是在消費(fèi)電子觸摸屏模組生產(chǎn)、半導(dǎo)體晶圓劃片等高端3C制造領(lǐng)域。

從全球競(jìng)爭(zhēng)來(lái)看,飛秒激光在工業(yè)應(yīng)用的歷史不長(zhǎng),是歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)布局的激光應(yīng)用熱點(diǎn)。


目前,包括飛秒激光在內(nèi)的超快激光市場(chǎng)基本被國(guó)外公司主導(dǎo),占據(jù)全球近90%的市場(chǎng)份額,但中國(guó)科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)對(duì)超快激光非常重視,相關(guān)企業(yè)加大投入攻克難點(diǎn)技術(shù),正在追趕國(guó)際先進(jìn)水平。

據(jù)測(cè)算,皮秒、飛秒超快激光器國(guó)產(chǎn)化將推動(dòng)國(guó)內(nèi)應(yīng)用商的使用成本降低至少30%-40%,未來(lái)市場(chǎng)可期。


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在國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)程中,飛秒激光無(wú)疑一個(gè)巨大的市場(chǎng)。


包括成都、深圳在內(nèi)的國(guó)內(nèi)不少城市也在紛紛布局飛秒激光產(chǎn)業(yè)。


其中,青島自貿(mào)激光科技有限公司是中國(guó)最早從事飛秒激光技術(shù)的企業(yè)之一,專業(yè)從事飛秒光纖激光器及其核心元器件、超快激光應(yīng)用裝備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售,是國(guó)內(nèi)少數(shù)能為客戶提供非標(biāo)定制和全面的技術(shù)解決方案的領(lǐng)先企業(yè)之一。


青島自貿(mào)激光也入選了2019山東省新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換優(yōu)選項(xiàng)目,是青島市八個(gè)高端裝備優(yōu)選項(xiàng)目之一。


作為最被看重的根技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一,飛秒激光如何進(jìn)一步提升青島高端制造水平?尤其是跟顯示屏需求企業(yè)進(jìn)行深度合作,帶來(lái)顯示屏技術(shù)的又一次革命?如何圍繞飛秒激光技術(shù)形成優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)集群?青島對(duì)飛秒激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展都有哪些支持措施?


8月25日,由青島市科技局指導(dǎo)、青記智庫(kù)和騰訊城市品牌計(jì)劃聯(lián)合承辦的2020青島科創(chuàng)沙龍第2期,聚焦“飛秒激光在先進(jìn)制造業(yè)的革命性應(yīng)用”主題,將邀請(qǐng)青島市科技局副局長(zhǎng)吳緒永、青島自貿(mào)激光負(fù)責(zé)人邴召榮、山東大學(xué)信息工程和科學(xué)技術(shù)學(xué)院劉兆軍院長(zhǎng)等嘉賓,一方面對(duì)飛秒激光技術(shù)進(jìn)行解讀,介紹飛秒激光的應(yīng)用場(chǎng)景和發(fā)展前景;另一方面搭建一個(gè)前沿技術(shù)應(yīng)用對(duì)接的平臺(tái),介紹包括飛秒激光在內(nèi)青島的前沿科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況、相關(guān)支持、未來(lái)有哪些可能想成在全球具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)集群。


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