發表日期 3/9/2022, 10:39:58 AM
集微網報道,隨著芯片性能的日益提升,芯片復雜度越來越高,為瞭保證齣廠的芯片品質,芯片測試環節越來越受到各大廠商的重視。
芯片測試分為晶圓測試(CP,也稱之為Chip Probing)和芯片成品測試(FT,也稱之為Final Test 或是 Function Test),在晶圓切割成多個單獨的芯片前,會以探針卡(Probe Card)進行晶圓測試來確認良率,在芯片封裝後,則以測試介麵闆(Load Board)進行産品的成品測試,確保其正常使用。
探針卡及測試介麵闆市場被國外廠商占據
眾所周知,國內半導體産業與國際的差距是全方位的,尤其是在高端領域,而高端芯片也最為重視測試環節。因此,與高端芯片的供應情況一樣,芯片測試及其重要配件探針卡、測試介麵闆等測試耗材市場均被歐美、日韓、台灣等地區的廠商占據。
長期以來,由於探針卡、測試介麵闆領域技術難度大,需要長期進行資本投入的同時,還大量需要擁有半導體測試領域知識的專業人纔作為支撐,導緻國內公司很少涉足上述領域。
圖示:蘇州晶測提供應用於晶圓測試的MEMS垂直探針頭
圖示:ST(探針測試載闆)
圖示:Probe Card PCB(Probe 與 ATE結閤的測試介麵闆)
結構組成包含: PH(探針頭)+ST(探針測試載闆)+Probe card PCB(Probe 與 ATE結閤的測試介麵闆)
值得注意的是,近年來,伴隨著資本運作和技術升級,長電科技、華天科技、通富微電已進入全球封測企業前十強,利楊芯片、偉測科技等本土測試廠商也逐漸成長起來,測試技術上已基本實現進口替代。同時,以海思、中興、匯頂、展銳為代錶的國內頂尖IC設計企業正加快將訂單轉移給國內供應商,芯片測試領域也展現齣前所未有的繁榮景象。
中美貿易摩擦的一次次升級也給我們敲響瞭警鍾,不僅是IC測試環節需要國産化替代,作為重要配件的探針卡及測試介麵闆等測試耗材環節同樣需要加快國産化進程。
隨著國內半導體産業鏈國産化替代的需求顯現,越來越多全球領先的測試耗材廠商在中國大陸落地,而中國本土提供測試介麵服務的廠商也呈現齣快速發展的勢頭,蘇州晶測便是其中的佼佼者。
蘇州晶測是一傢全球領先的測試介麵應用開發廠商,主要麵嚮 IC 設計公司、封裝測試廠、晶圓廠等客戶的測試開發需求,在半導體産業鏈最關鍵的CP和FT兩大測試環節,提供高品質、高性價比的MEMS垂直探針卡方案(MEMS VPC)以及測試介麵闆。
圖示:蘇州晶測提供應用於晶圓測試的MEMS垂直探針卡
蘇州晶測錶示,公司雖成立於2019年,但在半導體測試領域已經深耕多年,擁有MEMS垂直探針卡與PCBA組裝廠,能夠結閤MEMS 探針技術、測試載闆,測試介麵闆的技術以及多年的高速PCB研究成果,與半導體測試領域閤作夥伴的配閤,針對高速、高電流、高管腳數、三溫測試等應用場景提供MEMS垂直探針卡方案(MEMS VPC)以及測試介麵闆,可滿足HPC、AI、射頻、手機、網通泛終端、光通信、車用芯片等芯片的測試需求, 公司的主要客戶包括多傢國內知名的IC設計公司,並與國內晶圓廠及封裝測試廠有著多年的閤作經驗。
紮根大陸,緊抓國産替代發展契機
如上文所述,中國大陸在半導體測試領域的發展尚處於起步階段,以測試設備為例,就基本被國外廠商壟斷,而探針卡與測試介麵闆主要應用於測試設備開發商構建的相關測試硬件中,且硬件開發規範與接口機型尺寸等都由測試設備開發商主導,導緻國內早期的介麵測試開發技術也是由國外引入。
“經過多年的發展,現在國內也有相關測試設備開發商通過仿照國外測試機種,自研相關接口硬件導入,主要以探針卡接口以及測試載闆接口為主,後續新增瞭BIB以及SLT的接口與PCIE-X等實驗型的接口。” 蘇州晶測稱,雖然中國已經奮發圖強盡可能推動國産替代,但在測試精度、測試資源開發與測試兼容性方麵仍與國外廠商存在差距。
值得一提的是,國産替代也推動瞭國內半導體測試市場規模大幅提升,帶來瞭巨大的商業機會,基於自主研發商轉的應用增加、成本降低、利潤提高等優勢,本土測試設備也將逐步從中低階機型轉往高階機型,所需的測試接口硬件開發就徒增許多,這為以蘇州晶測為代錶的測試介麵廠商帶來瞭新的發展契機。
早在12年前,蘇州晶測就已經紮根在中國大陸市場,基於自身服務國際知名大廠的能力纍積與經驗傳承,在服務國內的客戶時,實現更快速引導和資源整閤,具備輔助國內半導體相關企業測試應用開發的優勢,這也是蘇州晶測能與全球頂尖的半導體廠商共同成長的原因所在。
值得一提的是,機遇與挑戰並存,對於新進入測試介麵行業的廠商來說,想要分得一杯羹並不容易,在人纔、技術、客戶以及開發和應用經驗等各方麵均存在壁壘。
由於測試介麵技術非常復雜,是一門跨學科的技術,涉及電學、光學、機械力學與化學特殊製程等,需要投入高額研發費用支齣的同時,還需要與測試設備開發商長期配閤,在自有産綫上不斷實驗和應用,纔能纍積到特定的經驗。
除此之外,與一般消費類或是固有終端應用的量産産品不同,芯片具備多樣化的特性,這也為測試帶來瞭難題。
蘇州晶測錶示,針對不同的芯片産品和應用,測試要求都不同,也需要推齣不同的解決方案,這就涉及定製化設計、仿真迭代工程、光學、電學、力學等精密量測技術、材料特性研究以及以及製程研發條件的不斷優化等,隻有擁有前述技術能力的廠商,纔有機會搶占一定市場份額,不過,産品的成本控製、交期延宕、受限於外購半成品加工等品質與技術瓶頸等問題,都將阻礙業務拓展影響市場份額。
蘇州晶測指齣, 從全球半導體測試領域來看,既能擁有探針卡、測試介麵闆的自有生産綫,又擁有all in house 的技術整閤能力的企業相對較少,大部分企業主要在局部領域做縱嚮發展,而蘇州晶測不但自主研發設計與製造MEMS垂直探針卡和測試介麵闆,還積極投入到相關材料及配件、檢測技術的研發,可以提供一站式半導體測試接口綜閤解決方案。 突破傳統框架開發半導體先進測試介麵技術,並匯聚M (機構)、E (電學)、C (化學)、O (光學) 等各領域人纔,建構AI智動化生産製造環境,強化精進Q(品質)、C(成本)、T (技術)、D(交期)、S(服務)競爭力,成功建構齣獨樹一格的商業模式,助力半導體産業各類彆客戶在日新月異的科技行業裏迅速推陳齣新、共創雙贏。
立足四大領域,提供一站式解決方案
圖示:蘇州晶測蘇州辦公樓
據介紹,蘇州晶測長期聚焦在手機套片、邏輯領域、模擬領域、高運算力四大領域。手機領域包括應用處理器SOC、射頻前端、電源模塊、介麵處理應用(HDMI、PCIE、USB、MIPI)等;邏輯領域包括專用存儲類、利基商用型存儲、MCU、ISP、DSP等;模擬領域包括 AD/DA、光通訊、Driver、泛射頻終端等,高運算力包括HPC、AI、GPU、DPU、NPU、FPGA等。
據瞭解,手機、邏輯、高運算力領域芯片也可統稱為數字信號領域,蘇州晶測正積極在此應用上展開布局,結閤高管腳數、高電流、高速 3H研究計劃,為公司技術研發主軸展延各式的預研計劃、材料研究、自動化生産/量測設備開發、研究室建置,導入設計工法、生産製作參數調節優化以及實時量測技術修正設計優化/仿真迭代方案,能夠提高構成研發理論參數設置與實務量測的匹配性,進而增加産品的可靠性。
而在模擬信號領域,蘇州晶測展開瞭高速仿真訊號乾擾防治、測試指標的研究以導入實務設計/仿真迭代/硬件加工防治乾擾技術/傳輸路徑縮短應用技術等研發,同時針對模擬芯片如Driver、CIS類似周邊型管腳的細間距接觸應用,蘇州晶測MEMS垂直探針卡可提供降低成本與增加可測數、可測功能類型增加的硬件解決方案。
綜閤上麵所提及的訊號領域,蘇州晶測的優勢能將各式高頻、高速、數字、模擬、調變等訊號從測試機台,透過介麵闆,再經由巨量微間距探針,銜接到晶圓,藉以精準鑒彆芯片品質,達到訊號及電流的測試。
當前,先進封裝的時代已經到來,芯片也逐漸從2D平麵封裝技術朝嚮能將不同尺寸、不同製程工藝、不同材料的芯片集成整閤2.5D、3D封裝技術發展,這也將對探針卡與測試介麵闆行業帶來高管腳數與細間距應用的挑戰。
其中主要涉及探針的接觸特性,包括針徑、垂直接觸力道與集中針數的側嚮引力、分流密度、熱能分散等綜閤因素,需要進行精密計算以及適配性迭代調整,纔能做到穩定性和一緻性。
蘇州晶測MEMS垂直探針卡(MEMS VPC)具備微接觸力、微間距、高針數、大電流、易於維修等優點,可滿足客戶晶圓工程驗證及量産測試之所需,成功突破傳統探針卡的瓶頸,成為晶圓測試探針卡的領先應用主流。
蘇州晶測最後提到先進封裝對芯片之間的帶寬傳輸和測試速率等方麵都提齣瞭更高的測試要求,需求探針卡互連技術上增加高速傳輸測試條件,以提高測試覆蓋率與可測性減少後續測試的開發以及除錯時間,縮短産品上市時間,但對於探針卡在接觸測試上增加瞭難點,因為芯片在高速測試環境下,除瞭高速訊號路徑不失真傳輸,還有大量的同步運算數據吞吐,芯片本身的功耗産生瞭動態變化,而此時探針在與芯片多數電源與接地管腳接觸的穩定性,讓電流傳輸的均衡性對芯片測試良率相對更重要,也具有挑戰性。
蘇州晶測在高管腳數、高速率、高電流、細間距的技術演進方麵存在著一定的優勢,公司具備從探針、載闆、材料研究應用、硬件開發製作以及整閤量測等技術能力,並通過與相關網通産品、高運算力産品等客戶閤作,進而培養齣實務經驗,可提供高頻寬應用的MEMS垂直探針卡(MEMS VPC)與測試介麵闆方案。
隨著半導體製程不斷發展,從成熟製程到先進製程,蘇州晶測也順應此發展進行瞭超前部署和規劃,技術演進遠超同行,能夠快速自主預研與客戶閤作預研,搭上技術列車的最前瞻位置,設立瞭比同業超前的技術門檻,站在巨人的肩膀上看著世界半導體的發展。(校對/Stella)