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La rumeur dit qu’Apple apportera des écrans OLED à l’iPad Pro d’ici 2024, fabriqués à l’aide d’une technique appelée gravure sèche pour garantir que les écrans restent aussi fins que possible. Malheureusement, cela rendra probablement ces iPads plus chers. Voici pourquoi.
Si le rapport sur les modèles OLED iPad Pro est pris au pied de la lettre, cela pourrait signifier que Samsung sera un fabricant responsable de la production des écrans. La société a fourni des panneaux OLED pour l’iPhone 12 et l’iPhone 13. Cependant, le rapport n’a fourni aucune source autre que de dire”Apple confirme”.
La gravure sèche n’est pas nouvelle. L’Office américain des brevets a accordé un brevet à Samsung en 2004 pour un appareil de gravure sèche.
Le brevet décrit une chambre à vide où a lieu la gravure, un”chuck”qui maintient le substrat et une autre partie appelée”baffle plate”qui enferme le mandrin et évacue les produits utilisés pour la gravure. On ne sait pas si Samsung utilise toujours cet appareil particulier, mais des chambres à vide sont nécessaires pendant le processus de gravure sèche en raison du plasma.
Types de gravure
Samsung décrit humide gravure aussi bon marché, rapide et simple. La gravure sèche des tranches est plus précise et moins sujette à la contamination, mais elle est coûteuse et complexe. Ainsi, si Samsung utilise cette méthode pour produire des écrans OLED, cela risque d’augmenter le prix de l’iPad.
La gravure est un processus qui élimine les matériaux indésirables d’une plaquette, également appelé”tranche”ou”substrat”. Les plaquettes sont constituées de matériaux semi-conducteurs tels que le silicium cristallin et sont utilisées dans la fabrication de circuits intégrés et de cellules solaires.
La gravure sèche utilise des produits chimiques gazeux ou des plasmas pour éliminer les matériaux d’une plaquette, tandis que la gravure humide utilise des produits chimiques liquides, tels que des solvants et des acides. Les deux méthodes ont des avantages et des inconvénients.
Gravure humide
Une plaquette est immergée dans certains produits chimiques lors de la gravure humide, en fonction de son matériau. Par exemple, l’acide fluorhydrique tamponné est couramment utilisé avec les tranches de silicium.
Comme tout processus de fabrication, il existe des flux de déchets. L’acide fluorhydrique et les matériaux dissous dans le ruissellement de la fabrication doivent être éliminés de manière appropriée pour éviter la contamination de l’eau. De plus, le solvant peut enlever plus de matière de la plaquette que ce qui est idéal.
Comparaison de la gravure humide et de la gravure sèche
Dans le tableau de Samsung,”Etching under PR”trouvé sous la gravure humide fait référence à la résine photosensible, un matériau sensible à la lumière qui change ses propriétés lors de la photolithographie. Le résultat est des circuits complexes sur le transistor à couches minces (TFT) auquel l’écran lui-même est appliqué.
Samsung et d’autres fabricants utilisent la gravure humide pour l’alimentation OLED existante d’Apple pour l’iPhone.
Gravure sèche
Une alternative de fabrication est la gravure sèche, qui est plus précise et peut éliminer les matériaux de substrat sous différentes formes que la gravure humide.
La gravure sèche est couramment utilisée dans les processus d’intégration à très grande échelle (VLSI) qui produisent des circuits intégrés. Il existe quelques méthodes de gravure sèche, telles que la gravure radiale isotrope, la gravure ionique réactive, la gravure par pulvérisation et le broyage ionique. Les complexités de chacun dépassent le cadre de cet article et diffèrent en fonction de la manière dont le processus élimine les matériaux semi-conducteurs de la tranche.
Toutes les variantes des procédés de gravure sèche utilisent le plasma, c’est pourquoi la gravure sèche est souvent appelée gravure plasma. Le broyage ionique et la gravure par pulvérisation utilisent un faisceau d’ions pour éjecter ou vaporiser physiquement le matériau.
L’article de Samsung décrit la gravure au plasma, où le gaz est injecté dans la chambre à vide contenant les tranches et alimenté pour devenir du plasma. Ensuite, les ions qui acquièrent une énergie cinétique élevée sont projetés sur la tranche pour éliminer le matériau semi-conducteur.
Une plaquette et ses circuits avant, pendant et après la gravure
Dans les deux types de gravure, la résine photosensible agit comme un film protecteur pour le motif du circuit pendant le processus de gravure. Après gravure, il ne reste sur le substrat de verre que les couches revêtues de PR devant servir de circuit. Tous les autres matériaux sont supprimés.
Fabrication
Bien que la gravure sèche ne soit pas strictement nouvelle, elle n’est pas beaucoup utilisée à l’heure actuelle.
En 2021, Gerald Yin, président de la société chinoise d’équipements pour semi-conducteurs AMEC, a déclaré que l’équipement de gravure au plasma de l’entreprise était utilisé dans la production de puces 5nm d’un client.
AMEC n’a pas révélé le client, mais à l’époque, les seuls capables de produire en masse en 5 nm étaient TSMC et Samsung, deux sociétés qui ont servi de fabricants à Apple. En juin 2022, TSMC a publié une offre d’emploi pour un”Dry Etching Process Engineering Manager”dans son usine de 5 nm en Arizona.
Le brevet de Samsung indique qu’un appareil de gravure sèche utilisant un plasma convient à la fabrication de circuits d’une largeur de 0,15 micromètre ou moins. La société conclut que la gravure sèche est la méthode préférée pour les écrans haute résolution.
La chaîne d’approvisionnement d’Apple continuera probablement à utiliser le processus de gravure humide pour l’iPhone et l’Apple Watch. C’est une solution moins chère qui produit un affichage encore plus léger qu’un écran LED avec une qualité supérieure, à un prix relativement bas.
La gravure sèche est de meilleurs produits avec de grands écrans OLED. Le processus coûte plus cher, mais sa précision est bénéfique pour ces grands écrans où le poids est un facteur.
