芯片測(cè)試是確保產(chǎn)品良率和成本控制的重要環(huán)節(jié)，主要目的是保證芯片在惡劣環(huán)境下能完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)格書所規(guī)定的功能及性能指標(biāo)，以此判斷芯片性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)，是否可以進(jìn)入市場(chǎng)。

隨著產(chǎn)品進(jìn)入高性能 CPU、GPU、NPU、DSP 和 SoC 時(shí)代，芯片內(nèi)部集成的模塊越來(lái)越多，生產(chǎn)制造過(guò)程中的失效模式也相應(yīng)增多，芯片測(cè)試的重要性凸顯。測(cè)試探針就是芯片測(cè)試過(guò)程中的重要零部件之一。

測(cè)試探針通常與測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)配合使用，通過(guò)連接測(cè)試機(jī)來(lái)檢測(cè)芯片的導(dǎo)通、電流、功能和老化情況等性能指標(biāo)，篩選出存在設(shè)計(jì)缺陷和制造缺陷的產(chǎn)品。在大部分半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備中均屬于關(guān)鍵耗材。

隨著芯片生產(chǎn)成本日漸高漲，半導(dǎo)體測(cè)試的重要性日漸凸顯，測(cè)試探針的需求量也日益增加。

從全球市場(chǎng)來(lái)看，根據(jù) VLSI Research 數(shù)據(jù)顯示，2019 年全球半導(dǎo)體探針市場(chǎng)規(guī)模為 11.26 億美元，2020 年全球半導(dǎo)體探針的銷售規(guī)模為 22.06 億美元，2021 年和 2022 年的產(chǎn)值分別可達(dá) 23.68 億美元和 26.08 億美元，增速明顯。

從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，根據(jù)中經(jīng)智盛發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2016 年中國(guó)探針市場(chǎng)銷售量為 2.95 億支，銷售額為 16.56 億元。2020 年中國(guó)探針市場(chǎng)銷售量為 4.79 億支，同比 2019 年增長(zhǎng) 14.79%，銷售額為 29.60 億元，比 2019 年增長(zhǎng) 17.15%。

測(cè)試探針市場(chǎng)格局

按照電子系統(tǒng)故障檢測(cè)中的「十倍法則」：如果一個(gè)芯片的故障沒(méi)在芯片測(cè)試時(shí)發(fā)現(xiàn)，那么在電路板（PCB）級(jí)別發(fā)現(xiàn)故障的成本就是芯片級(jí)的十倍。因此，技術(shù)越高，制程越小，對(duì)檢測(cè)過(guò)程中良率的要求就越高。

按應(yīng)用領(lǐng)域的不同，測(cè)試探針市場(chǎng)可細(xì)分為半導(dǎo)體測(cè)試探針、PCB 測(cè)試探針、ICT 在線測(cè)試探針等類型。

其中，用于半導(dǎo)體測(cè)試的探針，制造難度較高，尺寸更小，也有更多的功能性測(cè)試要求，幾乎被進(jìn)口品牌，比如日本廠商 YOKOWO、美國(guó)廠商 ECT、IDI 及韓國(guó)廠商 LEENO 等公司壟斷。PCB 測(cè)試探針和 ICT 在線測(cè)試探針技術(shù)難度相對(duì)較低，主要應(yīng)用于基本的可靠性測(cè)試要求。中國(guó)廠商布局較多，包括和林微納、中探探針、先得利、儒眾智能等。

眾所周知，封測(cè)本是中國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)中全球市場(chǎng)份額較高的一個(gè)環(huán)節(jié)，但是在小小探針上依舊受到較大的制約，其中原因?yàn)楹危?/p>

國(guó)產(chǎn)測(cè)試探針發(fā)展受限的原因

從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，進(jìn)口測(cè)試探針有先天的優(yōu)勢(shì)。和林微納作為國(guó)產(chǎn)測(cè)試探針的頭部企業(yè)，其全球市占率也只有 2% 左右，造成這一現(xiàn)象的原因有「外因」也有「內(nèi)因」。

首先，單單是外因就包括兩方面。

一方面，國(guó)外測(cè)試探針大廠技術(shù)實(shí)力通常更強(qiáng)且專注于一個(gè)或數(shù)個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的產(chǎn)品，擁有自己的核心客戶。臺(tái)易電子社長(zhǎng)涂炳超曾表示，一套測(cè)試治具需要用到幾十、幾百甚至于上千根測(cè)試探針，若是有 1 根探針出現(xiàn)問(wèn)題，那整套治具都要報(bào)廢。日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等地的半導(dǎo)體測(cè)試探針廠商是與國(guó)外的大型半導(dǎo)體廠商一起成長(zhǎng)起來(lái)的，有長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累，為很多大型企業(yè)提供測(cè)試解決方案，是經(jīng)過(guò)市場(chǎng)驗(yàn)證的產(chǎn)品和團(tuán)隊(duì)，因此，進(jìn)口測(cè)試探針有先天的優(yōu)勢(shì)，在中國(guó)市場(chǎng)頗受歡迎。

另一方面，對(duì)于中國(guó)探針廠商來(lái)說(shuō)，在探針的上游原材料、工藝、設(shè)備等領(lǐng)域都存在瓶頸。測(cè)試探針一般由針頭、針尾、針管、彈簧四個(gè)基本部件經(jīng)精密儀器鉚壓預(yù)壓之后形成，測(cè)試探針中的彈簧是測(cè)試探針使用壽命的關(guān)鍵因素，電鍍處理過(guò)的彈簧使用壽命高，不會(huì)生銹，也能提高測(cè)試探針的持久性和導(dǎo)電性。因此，電鍍工藝是生產(chǎn)半導(dǎo)體測(cè)試探針的主要技術(shù)，而頂尖的電鍍工藝被日本廠商所壟斷。業(yè)內(nèi)人士稱，長(zhǎng)期以來(lái)，在測(cè)試探針領(lǐng)域，日本原材料、設(shè)備廠商都是與歐美、日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等廠商合作，形成了穩(wěn)定的生態(tài)圈，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商難以進(jìn)入，也就無(wú)法獲得供應(yīng)商的支持。

其次，中國(guó)探針市場(chǎng)的相互內(nèi)耗也制約了國(guó)產(chǎn)測(cè)試探針公司的發(fā)展。上文提到，PCB 測(cè)試探針和 ICT 在線測(cè)試探針技術(shù)難度相對(duì)較低，與此同時(shí)行業(yè)的進(jìn)入門檻也比較低，最近幾年中國(guó)衍生了不少大大小小的測(cè)試探針公司。有探針供應(yīng)商曾表示，中國(guó)探針和治具供應(yīng)商是伴隨著國(guó)內(nèi)消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)鏈成長(zhǎng)起來(lái)的，僅華東地區(qū)探針和治具供應(yīng)商就超過(guò)了 20 家，導(dǎo)致供應(yīng)商只能以殺價(jià)競(jìng)爭(zhēng)的方式搶單。在激烈的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)下，國(guó)產(chǎn)探針企業(yè)盈利水平受到擠壓，盈利能力普遍較弱，難以發(fā)展壯大。

在最近幾年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化需求逐步顯現(xiàn)，國(guó)內(nèi)探針廠商已經(jīng)開(kāi)始發(fā)力半導(dǎo)體測(cè)試探針產(chǎn)品。目前中國(guó)的測(cè)試探針廠商包括和林微納、中探探針、先得利、儒眾智能、愛(ài)默斯、拓普聯(lián)科、大富精工等，其中和林微納的半導(dǎo)體測(cè)試探針已經(jīng)得到了意法半導(dǎo)體、英偉達(dá)、亞德諾半導(dǎo)體、英飛凌、安靠等公司的認(rèn)可。

國(guó)產(chǎn)探針市場(chǎng)正迎來(lái)新驅(qū)動(dòng)力

中國(guó)封測(cè)市場(chǎng)火熱，帶動(dòng)探針需求

隨著科技的迅猛發(fā)展，封測(cè)市場(chǎng)正迎來(lái)一個(gè)新的高潮。最近兩年，不少封測(cè)廠商募集大量資金進(jìn)行產(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)，多個(gè)存儲(chǔ)封測(cè)項(xiàng)目表現(xiàn)亮眼，例如合肥沛頓存儲(chǔ)項(xiàng)目、惠州佰維存儲(chǔ)項(xiàng)目、太極半導(dǎo)體嘉合勁威存儲(chǔ)封測(cè)合作項(xiàng)目、銓天科技智能制造基地、廣西桂芯半導(dǎo)體科技有限公司生產(chǎn)基地以及和恩泰半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片封裝測(cè)試等。

除了封測(cè)廠的紛紛擴(kuò)產(chǎn)，不少 Fabless 廠商也開(kāi)始自建封測(cè)產(chǎn)線，比如唯捷創(chuàng)芯、卓勝微、明微電子、格科微、新潔能、富滿微、燦瑞科技、豪威、圣邦股份、艾為電子、思瑞浦、敏芯股份、南麟電子等 20 余家國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)宣布，在原有的 Fabless 模式上自建封測(cè)生產(chǎn)線，或是建設(shè)測(cè)試生產(chǎn)線。

伴隨著國(guó)內(nèi)測(cè)試行業(yè)的繁榮發(fā)展，必將帶動(dòng)與之配套的上游設(shè)備、零部件等環(huán)節(jié)加速國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，如測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)、分選機(jī)、探針卡、負(fù)載板、治具等都逐步走上自主可控的道路。

先進(jìn)封裝是探針市場(chǎng)的新增量

以 Chiplet 技術(shù)為首的先進(jìn)封裝市場(chǎng)占有率的提升也可以進(jìn)一步拉大對(duì)測(cè)試探針的使用量。

Chiplet 將一顆大的 SoC 芯片拆分成多個(gè)芯粒，相較于測(cè)試完整芯片難度更大，為保證最后芯片的良率，需要保證每個(gè) Chiplet 的 die 都有效，因此將會(huì)對(duì)每一個(gè) die 進(jìn)行全檢，探針等測(cè)試設(shè)備的使用量將大幅增加。

此外，隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、新能源汽車等領(lǐng)域新型應(yīng)用終端的涌現(xiàn)，高性能 SoC 以及采用 SiP 封裝工藝的芯片逐漸成為市場(chǎng)主流。高端 SoC 的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、SiP 工藝在封裝環(huán)節(jié)整合了各種不同的芯片，這均給芯片測(cè)試帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)測(cè)試探針也提出了更高的要求，如更大的可負(fù)載電流、更小的接觸阻抗、更快的測(cè)算速度等。

別讓小小的零部件限制產(chǎn)能

曾經(jīng)在一篇文章中看到過(guò)這樣一句話，半導(dǎo)體缺產(chǎn)能是因?yàn)楫a(chǎn)線上缺機(jī)臺(tái)，而機(jī)臺(tái)又是因?yàn)槿狈α悴考](méi)辦法生產(chǎn)。半導(dǎo)體的細(xì)分行業(yè)眾多，任何一個(gè)壁壘都有可能成為阻礙中國(guó)半導(dǎo)體進(jìn)步的原因。

近日，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省公布了外匯法法令修正案，將先進(jìn)芯片制造設(shè)備等 23 個(gè)品類追加列入出口管理的管制對(duì)象，上述修正案在經(jīng)過(guò) 2 個(gè)月的公告期后，將在 7 月 23 日實(shí)行。這 23 項(xiàng)包括極紫外（EUV）相關(guān)產(chǎn)品的制造設(shè)備和三維堆疊存儲(chǔ)元件的蝕刻設(shè)備。就計(jì)算用邏輯半導(dǎo)體的性能而言，它是制造電路線寬 10 至 14 納米（一納米為十億分之一米）或更小的尖端產(chǎn)品的必備器件。

美國(guó)嚴(yán)格限制向中國(guó)出口用于超級(jí)計(jì)算機(jī)和人工智能（AI）的尖端半導(dǎo)體制造設(shè)備。擁有技術(shù)的日本和荷蘭也被要求采取類似措施。

中美貿(mào)易摩擦的一次次升級(jí)也給我們敲響了警鐘，不僅是 IC 測(cè)試環(huán)節(jié)需要國(guó)產(chǎn)化替代，作為重要配件的測(cè)試治具以及測(cè)試探針環(huán)節(jié)同樣需要加快國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。