加速推进提升盈利能力
1 半导体测试环节核心零部件,摩尔定律不断提升制造难 度
半导体芯片测试主要包括芯片设计验证、晶圆测试(CP测试) 以及成品测试(FT测试)。半导体测试是指将芯片的引脚与测试机
的功能模块连接起来,通过测试机对芯片施加输入信号,并检测芯
片的输出信号,判断芯片功能和性能指标的有效性。从半导体设计、
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制造到封装环节,都涉及半导体测试工序。芯片设计验证在设计阶
段对于晶圆样品的性能和功能进行验证,根据验证反馈指导芯片设
计,主要用到测试机和分选机;CP测试在晶圆制造完成后封装前
对于裸片进行测试,尽可能在封装前筛选出坏片从而降低封装成
本,主要用到测试机和探针台;FT测试在封装切割完成后对于芯片
进行测试,是芯片出厂前的最后一步,主要用到测试机和分选机。表 半导体芯片测试不同阶段对比
半导体芯片测试环节所属半导体
工序
测试过程测试设备测试目的
芯片设计验
证芯片设计阶
段
通过测试机和分选机配合,对于芯片
样片进行功能和性能验证
测试机
游梁式抽油机
分选机
根据验证反馈对芯片设计进
行优化
晶圆测试(CP测试)晶圆制造后
封装前
通过测试机和探针台配合,对晶圆上
的每一颗裸片进行功能和性能测试于超颖
测试机
探针台
在芯片封装前尽可能把坏片
筛选出来以节约封装费用
成品测试(FT测试)晶圆封装阶
段
通过测试机和分选机配合,对于封装
切割完成的芯片进行出厂前的功能和
性能最终测试
测试机
分选机
保证出厂产品的良率
探针是半导体测试中连通芯片和测试机进行信号传输的核心零部件,在探针台和分选机中都有应用。探针是通过和芯片管脚接
触实现芯片与测试机信号的传输:在CP测试中,信号传输是通过
探针台中的探针卡扎到晶圆管脚上;在FT测试中,信号传输是通
过Socket(测试治具)和Load board(基板)实现的,探针是搭载
于Socket中来接触芯片引脚的。
图 CP测试系统示意图图 FT测试系统示意图
探针技术含量很高,摩尔定律不断演进提升探针制造难度。由
于芯片的尺寸非常细微,探针的尺寸要求是微米级别,加工难度很
高;同时探针还要支持高频条件下测试信号的高速传输、较低的信
号插损以及电流负载等可靠性要求,具备较高的技术含量。摩尔定
律是半导体产业发展的一条主线,尺寸的不断微缩在提升算力的同
时,也给探针提出了更高的技术要求,导致探针的制造难度不断提
升,也提高了探针行业的进入门槛。
图探针示意图(尺寸单位:mm)
全球封测市场规模稳步增长,国内封测市场份额提升迅速。全
球半导体封测市场保持平稳增长,从 2011- 2020年,全球封测市场
规模从455亿美元增长到594亿美元,CAGR为3.0%。国内封测市
场近年发展迅速,2011 -2020年国内封测市场规模从150亿美元增
长到381亿美元,CAGR为10.9%,份额占比也从2011年的33%
提升到2020年的64%。目前全球前十大封测厂商国内企业已占据
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三席,国内封测产业迎来快速发展机遇。
图国内半导体封测市场份额变化情况(亿美元)
半导体测试设备占半导体设备市场份额稳定,市场规模近年稳步增长。从2013-2020年,全球半导体设备市场规模从318亿美元
增长到712亿美元,CAGR为12.2%;半导体测试设备市场规模从
变速箱取力器27亿美元增长到58亿美元,CAGR为11.3%,保持稳步增长趋势;
雕刻笔半导体测试设备份额占比也较为稳定,基本保持在8%-10%。
图半导体测试设备市场规模(十亿美元)