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测验探针国产化,道阻且长

芯片测验是确保产品良率和本钱操控的重要环节,首要意图是确保芯片在恶劣环境下能彻底完成规划规格书所规则的功用及功用指标,以此判别芯片功用是否契合规范,是否能够进入商场。

跟着产品进入高功用CPU、GPU、NPU、DSP和SoC年代,芯片内部集成的模块越来越多,出产制作过程中的失效形式也相应增多,芯片测验的重要性凸显。测验探针便是芯片测验过程中的重要零部件之一。

测验探针一般与测验机、分选机、探针台协作运用,通过衔接测验机来检测芯片的导通、电流、功用和老化状况等功用指标,筛选出存在规划缺点和制作缺点的产品。在大部分半导体测验设备中均归于要害耗材。

跟着芯片出产本钱日渐高涨,半导体测验的重要性日渐凸显,测验探针的需求量也日益添加。

从全球商场来看,依据VLSI Research数据闪现,2019年全球半导体探针商场规划为11.26亿美元,2020年全球半导体探针的出售规划为22.06亿美元,2021年和2022年的产量别离可达23.68亿美元和26.08亿美元,增速显着。

从我国商场来看,依据中经智盛发布的数据闪现,2016年我国探针商场出售量为2.95亿支,出售额为16.56亿元。2020年我国探针商场出售量为4.79亿支,同比2019年添加14.79%,出售额为29.60亿元,比2019年添加17.15%。

01测验探针商场格式

依照电子系统毛病检测中的“十倍规律”:假如一个芯片的毛病没在芯片测验时发现,那么在电路板(PCB)等级发现毛病的本钱便是芯片级的十倍。因而,技能越高,制程越小,对检测过程中良率的要求就越高。

按使用范畴的不同,测验探针商场可细分为半导体测验探针、PCB测验探针、ICT在线测验探针等类型。

其间,用于半导体测验的探针,制作难度较高,尺度更小,也有更多的功用性测验要求,简直被进口品牌,比方日本厂商YOKOWO、美国厂商ECT、IDI及韩国厂商LEENO等公司独占。PCB测验探针和ICT在线测验探针技能难度相对较低,首要使用于根本的可靠性测验要求。我国厂商布局较多,包含和林微纳、中探探针、先得利、儒众智能等。

众所周知,封测本是我国在半导体职业中全球商场份额较高的一个环节,但是在小小探针上仍旧遭到较大的约束,其间原由于何?

02国产测验探针开展受限的原因

从我国商场来看,进口测验探针有先天的优势。和林微纳作为国产测验探针的头部企业,其全球市占率也只要2%左右,构成这一现象的原因有“外因”也有“内因”。

首要,单单是外因就包含两方面。

一方面,国外测验探针大厂技能实力一般更强且专心于一个或数个范畴内的产品,具有自己的中心客户。台易电子社长涂炳超曾表明,一套测验治具需求用到几十、几百甚至于上千根测验探针,若是有1根探针出现问题,那整套治具都要作废。日本、韩国、我国台 湾等地的半导体测验探针厂商是与国外的大型半导体厂商一同生长起来的,有长期的技能堆集,为许多大型企业供给测验解决方案,是通过商场验证的产品和团队,因而,进口测验探针有先天的优势,在我国商场颇受欢迎。

另一方面,关于我国探针厂商来说,在探针的上游原材料、工艺、设备等范畴都存在瓶颈。测验探针一般由针头、针尾、针管、绷簧四个根本部件经精密仪器铆压预压之后构成,测验探针中的绷簧是测验探针运用寿命的要害因素,电镀处理过的绷簧运用寿命高,不会生锈,也能前进测验探针的持久性和导电性。因而,电镀工艺是出产半导体测验探针的首要技能,而*的电镀工艺被日本厂商所独占。业内人士称,长期以来,在测验探针范畴,日本原材料、设备厂商都是与欧美、日本、韩国、我国台 湾等厂商协作,构成了安稳的生态圈,国内供货商难以进入,也就无法取得供货商的支撑。

其次,我国探针商场的彼此内讧也约束了国产测验探针公司的开展。上文说到,PCB测验探针和ICT在线测验探针技能难度相对较低,与此一起职业的进入门槛也比较低,最近几年我国衍生了不少大大小小的测验探针公司。有探针供货商曾表明,我国探针和治具供货商是伴跟着国内消费电子工业链生长起来的,仅华东地区探针和治具供货商就超过了20家,导致供货商只能以杀价竞赛的方法抢单。在剧烈的价格竞赛下,国产探针企业盈余水平遭到揉捏,盈余才能遍及较弱,难以开展壮大。

在最近几年,半导体工业链国产化需求逐步闪现,国内探针厂商现已开端发力半导体测验探针产品。现在我国的测验探针厂商包含和林微纳、中探探针、先得利、儒众智能、爱默斯、拓普联科、大富精工等,其间和林微纳的半导体测验探针现已得到了意法半导体、英伟达、亚德诺半导体、英飞凌、安靠等公司的认可。

03 国产探针商场正迎来新驱动力

我国封测商场炽热,带动探针需求

跟着科技的迅猛开展,封测商场正迎来一个新的高潮。最近两年,不少封测厂商征集很多资金进行产线扩产,多个存储封测项目体现亮眼,例如合肥沛顿存储项目、惠州佰维存储项目、太极半导体嘉合劲威存储封测协作项目、铨天科技智能制作基地、广西桂芯半导体科技有限公司出产基地以及和恩大半导体存储芯片封装测验等。

除了封测厂的纷繁扩产,不少Fabless厂商也开端自建封测产线,比方唯捷创芯、卓胜微、明微电子、格科微、新洁能、富满微、灿瑞科技、豪威、圣邦股份、艾为电子、思瑞浦、敏芯股份、南麟电子等20余家国内半导体企业宣告,在原有的Fabless形式上自建封测出产线,或是建造测验出产线。

伴跟着国内测验职业的昌盛开展,必将带动与之配套的上游设备、零部件等环节加速国产化进程,如测验机、探针台、分选机、探针卡、负载板、治具等都逐步走上自主可控的路途。

先进封装是探针商场的新增量

以Chiplet技能为首的先进封装商场占有率的提高也能够进一步拉大对测验探针的运用量。

Chiplet将一颗大的SoC芯片拆分红多个芯粒,相较于测验完好芯片难度更大,为确保最终芯片的良率,需求确保每个Chiplet的die都有用,因而将会对每一个die进行全检,探针等测验设备的运用量将大幅添加。

此外,跟着物联网、人工智能、新能源轿车等范畴新式使用终端的出现,高功用SoC以及选用SiP封装工艺的芯片逐步成为商场干流。高端SoC的结构杂乱、SiP工艺在封装环节整合了各种不同的芯片,这均给芯片测验带来了新的应战,一起对测验探针也提出了更高的要求,如更大的可负载电流、更小的触摸阻抗、更快的测算速度等。

04别让小小的零部件约束产能

曾经在一篇文章中看到过这样一句话,半导体缺产能是由于产线上缺机台,而机台又是由于缺少零部件没办法出产。半导体的细分职业很多,任何一个壁垒都有或许成为阻止我国半导体前进的原因。

近来,日本经济工业省发布了外汇法法则修正案,将先进芯片制作设备等23个品类追加列入出口办理的控制目标,上述修正案在通过2个月的公告期后,将在7月23日实施。这23项包含极紫外(EUV)相关产品的制作设备和三维堆叠存储元件的蚀刻设备。就核算用逻辑半导体的功用而言,它是制作电路线宽10至14纳米(一纳米为十亿分之一米)或更小的顶级产品的必备器材。

美国严厉约束向我国出口用于超级核算机和人工智能(AI)的顶级半导体制作设备。具有技能的日本和荷兰也被要求采纳相似办法。

中 美交易冲突的一次次晋级也给咱们敲响了警钟,不仅是IC测验环节需求国产化代替,作为重要配件的测验治具以及测验探针环节相同需求加速国产化进程。