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苏州晶测立足半导体测试界面服务

发布日期:2022-08-01 07:11    点击次数:145

集微网报道,随着芯片性能的日益提升,芯片复杂度越来越高,为了保证出厂的芯片品质,芯片测试环节越来越受到各大厂商的重视。

芯片测试分为晶圆测试(CP,也称之为Chip Probing)和芯片成品测试(FT,也称之为Final Test 或是 Function Test),在晶圆切割成多个单独的芯片前,会以探针卡(Probe Card)进行晶圆测试来确认良率,在芯片封装后,则以测试介面板(Load Board)进行产品的成品测试,确保其正常使用。

探针卡及测试介面板市场被国外厂商占据

众所周知,国内半导体产业与国际的差距是全方位的,尤其是在高端领域,而高端芯片也最为重视测试环节。因此,与高端芯片的供应情况一样,芯片测试及其重要配件探针卡、测试介面板等测试耗材市场均被欧美、日韩、台湾等地区的厂商占据。

长期以来,由于探针卡、测试介面板领域技术难度大,需要长期进行资本投入的同时,还大量需要拥有半导体测试领域知识的专业人才作为支撑,导致国内公司很少涉足上述领域。

图示:苏州晶测提供应用于晶圆测试的MEMS垂直探针头

图示:ST(探针测试载板)

图示:Probe Card PCB(Probe 与 ATE结合的测试介面板)

结构组成包含: PH(探针头)+ST(探针测试载板)+Probe card PCB(Probe 与 ATE结合的测试介面板)

值得注意的是,近年来,伴随着资本运作和技术升级,长电科技、华天科技、通富微电已进入全球封测企业前十强,利杨芯片、伟测科技等本土测试厂商也逐渐成长起来,测试技术上已基本实现进口替代。同时,以海思、中兴、汇顶、展锐为代表的国内顶尖IC设计企业正加快将订单转移给国内供应商,芯片测试领域也展现出前所未有的繁荣景象。

中美贸易摩擦的一次次升级也给我们敲响了警钟,不仅是IC测试环节需要国产化替代,作为重要配件的探针卡及测试介面板等测试耗材环节同样需要加快国产化进程。

随着国内半导体产业链国产化替代的需求显现,越来越多全球领先的测试耗材厂商在中国大陆落地,而中国本土提供测试介面服务的厂商也呈现出快速发展的势头,苏州晶测便是其中的佼佼者。

苏州晶测是一家全球领先的测试介面应用开发厂商,主要面向 IC 设计公司、封装测试厂、晶圆厂等客户的测试开发需求,在半导体产业链最关键的CP和FT两大测试环节,提供高品质、高性价比的MEMS垂直探针卡方案(MEMS VPC)以及测试介面板。

图示:苏州晶测提供应用于晶圆测试的MEMS垂直探针卡

苏州晶测表示,公司虽成立于2019年,但在半导体测试领域已经深耕多年,拥有MEMS垂直探针卡与PCBA组装厂,能够结合MEMS 探针技术、测试载板,测试介面板的技术以及多年的高速PCB研究成果,与半导体测试领域合作伙伴的配合,针对高速、高电流、高管脚数、三温测试等应用场景提供MEMS垂直探针卡方案(MEMS VPC)以及测试介面板,可满足HPC、AI、射频、手机、网通泛终端、光通信、车用芯片等芯片的测试需求,公司的主要客户包括多家国内知名的IC设计公司,并与国内晶圆厂及封装测试厂有着多年的合作经验。

扎根大陆,紧抓国产替代发展契机

如上文所述,中国大陆在半导体测试领域的发展尚处于起步阶段,以测试设备为例,就基本被国外厂商垄断,而探针卡与测试介面板主要应用于测试设备开发商构建的相关测试硬件中,且硬件开发规范与接口机型尺寸等都由测试设备开发商主导, 洪欣软件下载导致国内早期的介面测试开发技术也是由国外引入。

“经过多年的发展,现在国内也有相关测试设备开发商通过仿照国外测试机种,自研相关接口硬件导入,主要以探针卡接口以及测试载板接口为主,后续新增了BIB以及SLT的接口与PCIE-X等实验型的接口。”苏州晶测称,虽然中国已经奋发图强尽可能推动国产替代,但在测试精度、测试资源开发与测试兼容性方面仍与国外厂商存在差距。

值得一提的是,国产替代也推动了国内半导体测试市场规模大幅提升,带来了巨大的商业机会,基于自主研发商转的应用增加、成本降低、利润提高等优势,本土测试设备也将逐步从中低阶机型转往高阶机型,所需的测试接口硬件开发就徒增许多,这为以苏州晶测为代表的测试介面厂商带来了新的发展契机。

早在12年前,苏州晶测就已经扎根在中国大陆市场,基于自身服务国际知名大厂的能力累积与经验传承,在服务国内的客户时,实现更快速引导和资源整合,具备辅助国内半导体相关企业测试应用开发的优势,这也是苏州晶测能与全球顶尖的半导体厂商共同成长的原因所在。

值得一提的是,机遇与挑战并存,对于新进入测试介面行业的厂商来说,想要分得一杯羹并不容易,在人才、技术、客户以及开发和应用经验等各方面均存在壁垒。

由于测试介面技术非常复杂,是一门跨学科的技术,涉及电学、光学、机械力学与化学特殊制程等,需要投入高额研发费用支出的同时,还需要与测试设备开发商长期配合,在自有产线上不断实验和应用,才能累积到特定的经验。

除此之外,与一般消费类或是固有终端应用的量产产品不同,芯片具备多样化的特性,这也为测试带来了难题。

苏州晶测表示,针对不同的芯片产品和应用,测试要求都不同,也需要推出不同的解决方案,这就涉及定制化设计、仿真迭代工程、光学、电学、力学等精密量测技术、材料特性研究以及以及制程研发条件的不断优化等,只有拥有前述技术能力的厂商,才有机会抢占一定市场份额,不过,产品的成本控制、交期延宕、受限于外购半成品加工等品质与技术瓶颈等问题,都将阻碍业务拓展影响市场份额。

苏州晶测指出,从全球半导体测试领域来看,既能拥有探针卡、测试介面板的自有生产线,又拥有all in house 的技术整合能力的企业相对较少,大部分企业主要在局部领域做纵向发展,而苏州晶测不但自主研发设计与制造MEMS垂直探针卡和测试介面板,还积极投入到相关材料及配件、检测技术的研发,可以提供一站式半导体测试接口综合解决方案。突破传统框架开发半导体先进测试介面技术,并汇聚M (机构)、E (电学)、C (化学)、O (光学) 等各领域人才,建构AI智动化生产制造环境,强化精进Q(品质)、C(成本)、T (技术)、D(交期)、S(服务)竞争力,成功建构出独树一格的商业模式,助力半导体产业各类别客户在日新月异的科技行业里迅速推陈出新、共创双赢。

立足四大领域,提供一站式解决方案

图示:苏州晶测苏州办公楼

据介绍,苏州晶测长期聚焦在手机套片、逻辑领域、模拟领域、高运算力四大领域。手机领域包括应用处理器SOC、射频前端、电源模块、介面处理应用(HDMI、PCIE、USB、MIPI)等;逻辑领域包括专用存储类、利基商用型存储、MCU、ISP、DSP等;模拟领域包括 AD/DA、光通讯、Driver、泛射频终端等,高运算力包括HPC、AI、GPU、DPU、NPU、FPGA等。

据了解,手机、逻辑、高运算力领域芯片也可统称为数字信号领域,苏州晶测正积极在此应用上展开布局,结合高管脚数、高电流、高速 3H研究计划,为公司技术研发主轴展延各式的预研计划、材料研究、自动化生产/量测设备开发、研究室建置,导入设计工法、生产制作参数调节优化以及实时量测技术修正设计优化/仿真迭代方案,能够提高构成研发理论参数设置与实务量测的匹配性,进而增加产品的可靠性。

而在模拟信号领域,苏州晶测展开了高速仿真讯号干扰防治、测试指标的研究以导入实务设计/仿真迭代/硬件加工防治干扰技术/传输路径缩短应用技术等研发,同时针对模拟芯片如Driver、CIS类似周边型管脚的细间距接触应用,苏州晶测MEMS垂直探针卡可提供降低成本与增加可测数、可测功能类型增加的硬件解决方案。

综合上面所提及的讯号领域,苏州晶测的优势能将各式高频、高速、数字、模拟、调变等讯号从测试机台,透过介面板,再经由巨量微间距探针,衔接到晶圆,藉以精准鉴别芯片品质,达到讯号及电流的测试。

当前,先进封装的时代已经到来,芯片也逐渐从2D平面封装技术朝向能将不同尺寸、不同制程工艺、不同材料的芯片集成整合2.5D、3D封装技术发展,这也将对探针卡与测试介面板行业带来高管脚数与细间距应用的挑战。

其中主要涉及探针的接触特性,包括针径、垂直接触力道与集中针数的侧向引力、分流密度、热能分散等综合因素,需要进行精密计算以及适配性迭代调整,才能做到稳定性和一致性。

苏州晶测MEMS垂直探针卡(MEMS VPC)具备微接触力、微间距、高针数、大电流、易于维修等优点,可满足客户晶圆工程验证及量产测试之所需,成功突破传统探针卡的瓶颈,成为晶圆测试探针卡的领先应用主流。

苏州晶测最后提到先进封装对芯片之间的带宽传输和测试速率等方面都提出了更高的测试要求,需求探针卡互连技术上增加高速传输测试条件,以提高测试覆盖率与可测性减少后续测试的开发以及除错时间,缩短产品上市时间,但对于探针卡在接触测试上增加了难点,因为芯片在高速测试环境下,除了高速讯号路径不失真传输,还有大量的同步运算数据吞吐,芯片本身的功耗产生了动态变化,而此时探针在与芯片多数电源与接地管脚接触的稳定性,让电流传输的均衡性对芯片测试良率相对更重要,也具有挑战性。

苏州晶测在高管脚数、高速率、高电流、细间距的技术演进方面存在着一定的优势,公司具备从探针、载板、材料研究应用、硬件开发制作以及整合量测等技术能力,并通过与相关网通产品、高运算力产品等客户合作,进而培养出实务经验,可提供高频宽应用的MEMS垂直探针卡(MEMS VPC)与测试介面板方案。

随着半导体制程不断发展,从成熟制程到先进制程,苏州晶测也顺应此发展进行了超前部署和规划,技术演进远超同行,能够快速自主预研与客户合作预研,搭上技术列车的最前瞻位置,设立了比同业超前的技术门槛,站在巨人的肩膀上看着世界半导体的发展。(校对/Stella)