光纖碟片激光器孰優(yōu)孰劣為何能占領(lǐng)EUV光刻機光源市場？

在剛剛結(jié)束的第15屆慕尼黑上海光學博覽會上，一場精彩的新產(chǎn)品發(fā)布會迅速舉行，包括光盤激光器、納秒激光器、飛秒激光器和新一代激光三維機床。新聞發(fā)布會結(jié)束后，OFweek激光網(wǎng)采訪了通快中國激光部總經(jīng)理黃哲。

中國激光技術(shù)總經(jīng)理黃哲發(fā)布了15款新產(chǎn)品 圖片來源：OFweek激光網(wǎng)

SPI納入快遞品牌 新產(chǎn)品經(jīng)常發(fā)布亮點

今年4月，通快中國和SPI中國將簽署合并協(xié)議SPI 中國團隊順利合并進通快(中國)，實現(xiàn)銷售、市場、售后一體化管理。事實上，2008年快速收購SPI后，SPI作為通快集團旗下的品牌獨立經(jīng)營，但隨著市場環(huán)境的變化，合并經(jīng)營比分離經(jīng)營具有更多的優(yōu)勢，因此兩者合并。黃哲向OFweek激光解釋說：中國市場的許多客戶都很快SPI品牌整合將更有利于為客戶提供服務。例如，在過去，過去需要6個kW激光器，但很難選擇，因為它仍然是光纖。現(xiàn)在，品牌與服務整合后，我們將根據(jù)客戶的具體需求和應用推送較合適的產(chǎn)品，大大提高服務效率和用戶體驗，實現(xiàn)雙贏局面?！?/p>

SPI首次聯(lián)合展吸引了大量觀眾駐足 (圖片來源:OFweek激光網(wǎng)）

合并后的第一次展覽，通快與SPI還推出了一系列新產(chǎn)品。黃哲說：黃哲說：SPI光纖激光器主要是產(chǎn)品的更新和性能的提高，如原個單模脈沖激光器W功率倍增達到100W，EP-Z準單模納秒激光器也在200W提升到250W。這兩款產(chǎn)品在功率和其他性能指標方面都處于行業(yè)領(lǐng)先地位。”

而通快中國激光帶來了更多革命性的產(chǎn)品。黃哲補充說:我們這次推出4000W紫外納秒激光器可視為革命性產(chǎn)品。從技術(shù)上講，紫外納秒激光器在當今市場實現(xiàn)了200W已經(jīng)很難了，但是通快達到了400W。在應用方面，該激光可以取代一些被準分子激光壟斷的應用市場，如柔性屏幕工藝中的激光剝離工藝。此外，30W飛秒紫外激光器，2kW綠光激光器高功率高亮度，8kW新一代多光路碟片激光器可以為行業(yè)提供更多的優(yōu)質(zhì)光源，為提高整體解決方案的效率奠定基礎?！?/p>

碟片激光器VS面對不同的應用場景，光纖激光器各有優(yōu)勢

快盤激光技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位，SPI它在光纖激光市場上享有良好的聲譽和技術(shù)實力。如何結(jié)合這兩種技術(shù)解決用戶的問題？這兩種技術(shù)各有特點是什么？對于這樣的問題，黃哲OFweek激光網(wǎng)給出了自己的答案。

眾所周知，光纖激光器的模塊化結(jié)構(gòu)在實現(xiàn)功率方面具有很大的優(yōu)勢，可以形成100瓦、1000瓦、2000瓦等不同功率的細產(chǎn)品線。同時，光纖耦合技術(shù)的成熟也使成千上萬的功率非常容易。目前，市場上許多企業(yè)已經(jīng)推出了3萬瓦甚至更高功率的光纖激光產(chǎn)品。同時，光纖激光器光束質(zhì)量好，切割應用優(yōu)勢明顯。目前，金屬切割是工業(yè)市場上應用較廣泛的激光，對加工精度要求不高，但對效率和成本要求較高。因此，更靈活的光纖激光器在這個市場上具有無與倫比的優(yōu)勢。

光纖激光在靈活性方面占主導地位，但盤式激光在功能方面具有明顯的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)許多光纖激光難以實現(xiàn)的功能。比如綠光激光器，光纖激光器需要通過腔外倍頻將紅外光變成綠光，技術(shù)難度大，但碟片激光器可以直接在腔內(nèi)倍頻，功率更穩(wěn)定。此外，光盤激光器的傳輸光纖可以即插即拔，較大限度地降低客戶的停工成本，這是光纖激光器與光纖激光器相比的獨特優(yōu)勢。

通快發(fā)布2kW連續(xù)綠光盤激光器高功率高亮度 (圖片來源:通快)

更重要的是，光盤激光器的功率穩(wěn)定性。黃哲說：我們可以向客戶保證，在光盤激光產(chǎn)品的整個使用壽命周期（從使用的第一天到報廢，不僅是保修期），始終保持 ±1%的光穩(wěn)定性。這主要是因為光纖激光器無法實現(xiàn)快速光盤激光器內(nèi)部的閉路功率控制循環(huán)。技術(shù)路線的差異決定了產(chǎn)品的優(yōu)勢。

黃哲總結(jié)說：我認為光盤和光纖是兩條技術(shù)路線，各有優(yōu)缺點。例如，汽車行業(yè)對穩(wěn)定性和一致性要求較高，更適合使用碟片激光器。但在切割領(lǐng)域，需要盡快收回投資成本，對加工精度要求不高，光纖激光激光更有優(yōu)勢。通快結(jié)合了這兩個優(yōu)點，包括通快本身的碟片激光器和SPI產(chǎn)品線齊全的光纖激光器，可根據(jù)客戶需要提供較合適的產(chǎn)品，既高又接地氣?！?/p>

3萬瓦C O 2 激光放大器 為何能獨占EUV光刻光源市場

說到快速黑技術(shù)，必須提到供應A L、用于EUV光刻機的獨門光源-3萬瓦C O 2 激光系統(tǒng)。EUV光刻是光刻機發(fā)展的第五代技術(shù)，也是目前較先進的技術(shù)。前四代光刻機均為深紫外光(準分子激光器)UV但在摩爾定律的推動下，半導體行業(yè)對芯片的需求已經(jīng)發(fā)展到5nm，甚至是3nm，沉浸式光刻面臨著更嚴重的鏡頭孔徑和材料挑戰(zhàn)。較小工藝節(jié)點可以推到5nm、3nm的第五代 EUV光刻機已成為半導體行業(yè)不可缺少的重磅武器。

EUV光刻較大的挑戰(zhàn)之一是如何產(chǎn)生波長極短的13.5nm的光。為了實現(xiàn)這一點，A L(光刻系統(tǒng)制造商)，Zeiss(鏡頭制造商)與通快(光源制造商)密切合作，通過多年的努力，較終開發(fā)出每秒可加工100多個晶圓的獨特之處CO 2激光系統(tǒng)。該系統(tǒng)的工作過程是：錫發(fā)生器每秒通過真空室發(fā)射5萬滴錫珠，并被激光脈沖擊。當激光脈沖擊中錫珠時，錫珠被電離并產(chǎn)生高強度等離子體，波長為13.5nm的EUV光。然后收集器收集EUV光，通過反射鏡輸送到光刻機，雕刻晶圓。

為了產(chǎn)生能使錫珠電離的激光脈沖，基于其二氧化碳激光技術(shù)，快速開發(fā)了一套獨特的激光放大器。在五個放大階段，該設備可以提高一個弱激光脈沖超過1萬次，輸出超過3萬瓦的平均脈沖功率，脈沖峰值功率可以高達幾兆瓦。

事實上，通快能抓住這個機會，與其經(jīng)營理念密不可分。無論快還是快，黃哲說SPI，我們的想法是做較先進的技術(shù)，做較好的質(zhì)量產(chǎn)品，而不是追求企業(yè)利益較大化或銷售、市場份額等財務報表上的數(shù)據(jù)。此外，通快是一家不受投資者影響的家族企業(yè)，因此可以花更長的時間進行研發(fā)，使產(chǎn)品達到極致。比如用于EUV激光系統(tǒng)，我們投資了十多年的冤枉錢，十多年前不可能預測未來的市場，當時純粹是投資，但較終的結(jié)果證明，過去十年的投資并不錯。其實做CO 2 激光器的企業(yè)很多，但堅持看不到收入，較終實現(xiàn)快速，也讓快速站穩(wěn)EUV光刻市場?！?/p>

通快對技術(shù)的軸力不僅體現(xiàn)在EUV事實上，碟片激光器的投資也是如此。碟片激光器問世后，一度受到業(yè)界的歡迎，許多企業(yè)涌入希望分一杯羹。但由于種種因素，到目前為止，只有通快一家能夠在工業(yè)市場上量產(chǎn)盤片激光器。黃哲說：這種勢頭需要對技術(shù)有熱情和耐心。面對市場的變化，我們不能驚慌失措，堅定研發(fā)方向。”

總結(jié)和思考：國內(nèi)激光企業(yè)何時才能實現(xiàn)真正的進口替代？

離開通快展臺，OFweek激光網(wǎng)絡小邊陷入沉思。近年來，國內(nèi)激光產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，無論是市場應用的爆炸性增長還是核心技術(shù)的逐步突破，加上國內(nèi)替代進口也在產(chǎn)業(yè)鏈的各個位置上演，都突出了中國激光產(chǎn)業(yè)的強大活力。但不可否認的是，隨著國內(nèi)化率的不斷提高，很難出現(xiàn)像快速一樣不壞的產(chǎn)品。

筆者認為，國內(nèi)激光企業(yè)很難獲得快速的聲譽。一方面，快速受益于其97年的技術(shù)積累和沉淀。近百年的發(fā)展為其奠定了極其深厚的技術(shù)遺產(chǎn)，而國內(nèi)激光企業(yè)面向市場還不到30年。另一方面，國內(nèi)激光行業(yè)近年來受到資本的歡迎，資本市場對企業(yè)的經(jīng)營理念有很大的影響，因此很難進行技術(shù)開發(fā)。

總的來說，我國激光產(chǎn)業(yè)起步較晚，與國外先進企業(yè)存在一定差距。然而，由于國內(nèi)完善的產(chǎn)業(yè)鏈和巨大的需求市場，它仍有良好的發(fā)展前景。如果企業(yè)在享受市場紅利后，可以逐一突破不足，注重培養(yǎng)內(nèi)部技能，加強技術(shù)研發(fā)，有一天可以實現(xiàn)從市場份額到聲譽的全面、真正的進口替代。