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半導(dǎo)體測試設(shè)備之探針測試主要趨勢

標簽:芯片測試探針 雙頭探針 半導(dǎo)體高頻探針 半導(dǎo)體探針

1、半導(dǎo)體測試設(shè)備行業(yè)發(fā)展情況及競爭態(tài)勢半導(dǎo)體測試設(shè)備的運用貫穿整個半導(dǎo)體制造過程,在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中起著成本控制和保證品質(zhì)的關(guān)鍵作用。芯片會經(jīng)歷晶圓、封測、PCB、電子系統(tǒng)、客戶端等階段,根據(jù)電子系統(tǒng)故障檢測中的“十倍法則”,若芯片廠商未能及時發(fā)現(xiàn)芯片故障,則需在下一階段耗費十倍的成本以排查和處理故障。此外,通過及時有效的檢測,芯片廠商還可以合理篩選出不同性能等級的芯片或器件。因此,隨著芯片生產(chǎn)成本日漸高漲,半導(dǎo)體測試設(shè)備的重要性也日漸凸顯。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,半導(dǎo)體測試設(shè)備占半導(dǎo)體設(shè)備比例為8.71%,據(jù)此推算,2021年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場為89.36億美元。隨著半導(dǎo)體行業(yè)整體進入上升周期,半導(dǎo)體測試設(shè)備在可預(yù)見的未來將持續(xù)保持增長態(tài)勢。

  

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  全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場集中度高,各細分市場均被境外龍頭企業(yè)所壟斷,愛德萬、科休、泰瑞達、東京電子、東京精密等境外企業(yè)占據(jù)了半導(dǎo)體測試設(shè)備市場的主要份額,境內(nèi)企業(yè)與上述企業(yè)在整體規(guī)模、產(chǎn)品豐富度等方面存在一定差距。根據(jù)SEMI統(tǒng)計,2020年,全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場中泰瑞達、科休、愛德萬共占據(jù)了97%的市場份額;而在中國大陸,這一數(shù)值則達到了92%。

  

  2、探針測試行業(yè)發(fā)展趨勢(1)設(shè)備將向高精度化方向發(fā)展現(xiàn)階段半導(dǎo)體器件主要通過提高集成度的方式實現(xiàn)更多功能或更快響應(yīng)。為此,半導(dǎo)體制造過程一般會縮小器件特征尺寸,如高端邏輯芯片的電路制程線寬已由微米級別縮小至納米級別,最小已達3納米;在光電芯片中,最小的Micro LED尺寸也已經(jīng)縮小至50μm以下。此外,為避免器件集成度提高后單位制造成本過度上漲,業(yè)界一般使用更大尺寸的晶圓,通過在單片晶圓片上制造更多的芯片并提高邊緣區(qū)域使用率的方法降低單位制造成本,目前主流晶圓尺寸已從4英寸、6英寸,逐步發(fā)展到8英寸和12英寸。

  

  對于探針臺,晶圓尺寸增加導(dǎo)致探針的移動行程更大,而器件集成度提升的同時縮小了PAD尺寸,這又要求探針具備更高的操作精度(例如:目前晶粒的尺寸PAD約40μm,考慮到探針具有一定尺寸,實際允許的探針操作誤差僅為約5μm)。因此,隨著半導(dǎo)體工藝進步,探針臺也在向高精度方向發(fā)展以適應(yīng)生產(chǎn)要求,高效、高精度定位已日漸成為探針測試設(shè)備的一項重要性能評價指標。

  

  (2)設(shè)備更新迭代速度較快根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)“一代設(shè)備,一代工藝,一代產(chǎn)品”的經(jīng)驗特征,下游半導(dǎo)體廠商新工藝迭代會帶動半導(dǎo)體設(shè)備的同步更新,探針臺設(shè)備也遵循該行業(yè)規(guī)律,例如,針對傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體器件的探針臺即無法滿足第三代化合物半導(dǎo)體器件測試需求。

  

  目前,半導(dǎo)體行業(yè)整體處于上行周期,行業(yè)景氣度推動新材料、新工藝、新制程頻繁迭代,因此探針臺設(shè)備也必須保持快速更新?lián)Q代以適應(yīng)下游新需求。

  

  (3)各類技術(shù)等級設(shè)備并存發(fā)展伴隨半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)迅猛發(fā)展和半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展,半導(dǎo)體器件種類日趨豐富。由于不同運用場景對半導(dǎo)體器件的功能、響應(yīng)速度需求存在差異,因此各類性能、用途的器件或芯片大量并存,各器件的技術(shù)參數(shù)、制造工藝水平也不盡相同。上述現(xiàn)象決定了不同的產(chǎn)線需配置技術(shù)等級及性價比相當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體設(shè)備;即使在同一產(chǎn)線上,復(fù)雜程度不同的工藝環(huán)節(jié)也是根據(jù)其實際需要搭配使用各類技術(shù)等級的設(shè)備,因此產(chǎn)業(yè)內(nèi)高、中、低各類技術(shù)等級生產(chǎn)設(shè)備并存發(fā)展且均有其對應(yīng)的市場空間。

  

  (4)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來的半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化替代中國大陸連續(xù)多年成為全球最大的半導(dǎo)體消費市場,消費重心一定程度上牽引產(chǎn)能重心,全球半導(dǎo)體產(chǎn)能正不斷向中國大陸轉(zhuǎn)移。伴隨國家對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,整體實力顯著提升,設(shè)計、制造能力與國際先進水平不斷縮小,封裝測試技術(shù)逐步接近國際先進水平,核心技術(shù)水平不斷取得突破,同時涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的半導(dǎo)體設(shè)備制造企業(yè)。然而與我國快速增長的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不相匹配的是,我國大量核心半導(dǎo)體設(shè)備長期依賴進口,導(dǎo)致半導(dǎo)體供應(yīng)鏈存在嚴重的安全問題,這極大削弱了我國半導(dǎo)體廠商的競爭力。我國半導(dǎo)體行業(yè)要實現(xiàn)從跟隨走向引領(lǐng)的跨越,設(shè)備產(chǎn)業(yè)將是重要環(huán)節(jié)。

  

  在供應(yīng)鏈安全日漸成為國內(nèi)半導(dǎo)體廠商關(guān)注焦點后,同時伴隨國家鼓勵類產(chǎn)業(yè)政策落地實施和產(chǎn)業(yè)投資基金進入,本土半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機。近年來,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備制造廠商已憑借突出的產(chǎn)品性價比、高效的服務(wù)響應(yīng)、顯著的地緣成本優(yōu)勢快速發(fā)展,進一步加快了我國半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)化進程。

  

  5、行業(yè)發(fā)展態(tài)勢及面臨的機遇與挑戰(zhàn)(1)行業(yè)發(fā)展面臨的機遇A、下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展下游半導(dǎo)體應(yīng)用需求的增長、半導(dǎo)體產(chǎn)能向中國大陸轉(zhuǎn)移、半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化需求增強等因素,促使國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備需求快速增長。

  

  未來幾年,新能源、新一代顯示技術(shù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、人工智能等為代表的新需求,將會對半導(dǎo)體形成巨大需求。相關(guān)半導(dǎo)體廠商紛紛擴產(chǎn)、升級產(chǎn)品線,以應(yīng)對需求的增長、產(chǎn)品的升級換代。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了從美國到日本再到韓國、中國臺灣的轉(zhuǎn)移,目前正在經(jīng)歷向中國大陸的第三次轉(zhuǎn)移,未來新增產(chǎn)能將有相當(dāng)一部分在境內(nèi)建設(shè),這為國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商提供了良好的機遇。

  

  此外,受近年國際政治環(huán)境影響,半導(dǎo)體行業(yè)供應(yīng)鏈安全問題突出,半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化的需求逐漸增強。半導(dǎo)體設(shè)備通常需要及時和專業(yè)的維護、保養(yǎng),故障的及時排查、解決可以使客戶順利完成生產(chǎn)任務(wù)。客戶產(chǎn)品的更新?lián)Q代,也需要相關(guān)設(shè)備做出升級調(diào)整,境內(nèi)半導(dǎo)體廠商有越來越強的設(shè)備國產(chǎn)化需求。

  

  B、國家政策支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟中基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性和戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè),作為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心產(chǎn)業(yè)之一,在保障國家安全等方面發(fā)揮著重要的作用,是衡量一個國家或地區(qū)現(xiàn)代化程度以及綜合國力的重要標志。國家為扶持集成電路行業(yè)發(fā)展,制定了多項支持政策,陸續(xù)出臺了《集成電路設(shè)計企業(yè)及產(chǎn)品認定暫行管理辦法》《集成電路布圖設(shè)計保護條例》《集成電路布圖設(shè)計保護條例實施細則》等法律法規(guī)保護集成電路知識產(chǎn)權(quán);出臺了《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策問題的通知》《關(guān)于印發(fā)進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》等從稅收、投融資等方面鼓勵支持半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展;出臺了《集成電路產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)專項資金管理暫行辦法》《關(guān)于印發(fā)“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》等目標規(guī)劃,將集成電路裝備列為國家科技重大專項,積極推進各項政策的實施。這些政策為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展突破瓶頸提供了保障。

  

  (2)行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)具有投資周期長、研發(fā)投入大等特點,屬于典型的資本密集型和技術(shù)密集型行業(yè)。從全球范圍來看,半導(dǎo)體設(shè)備市場長期被阿斯麥、應(yīng)用材料、東京電子、東京精密等國際巨頭占據(jù)主要份額,且其在經(jīng)營規(guī)模、認知度、運營時間、客戶資源等方面都存在較大的先發(fā)優(yōu)勢,國產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商在規(guī)模、產(chǎn)品豐富度、研發(fā)投入、技術(shù)先進度等上存在一定差距,在與其競爭過程中面臨較大的壓力和挑戰(zhàn)。

  

  近年來,國家對半導(dǎo)體行業(yè)給予鼓勵和支持,但該行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),經(jīng)驗積累和技術(shù)創(chuàng)新需要一定時間。對比國外先進廠商,我國半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展歷程相對較短,現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及其專用設(shè)備的人才和技術(shù)水平難以滿足產(chǎn)業(yè)需求,這是造成半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)及制造技術(shù)相對薄弱的主要原因之一。未來,隨著國家政策的支持、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在人才、產(chǎn)品等方面逐步積累,將能與國外一流設(shè)備廠商形成有力競爭。

  

  華榮華電子有限公司是一家專業(yè)的探針加工廠,擁有完善齊全的生產(chǎn)線,引進國內(nèi)外先進的生產(chǎn)、檢驗設(shè)備、從半成品的加工至成品的包裝,為客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,滿足客戶的高品質(zhì)的需求。


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