全球半导体测试探针行业市场研究报告2024
全球半导体测试探针行业市场研究报告(2024-2028)2024年11月Uresearch专注于行业市场数据研究,已深耕行业市场数据研究十余年,形成了经验丰富的研究团队、独特的研究方法体系和丰硕的研究成果积淀,搭建了专业完善的跨行业数据库,覆盖半导体、新能源、新一代信息技术、高端装备、新材料、医药健康、医疗器械、先进制造、节能环保、建筑装饰、文化体育、消费娱乐等上百个领域。2本报告为Uresearch的调研与研究成果,报告内所有数据、观点、结论的版权均为Uresearch所有。任何机构和个人摘引本报告,必须注明出处为Uresearch,且不可断章取义或增删、曲解本报告内容。本报告所涉及的数据来源于企业、KOL和市场公开数据,采用的统计方法、数据模型等有其局限性,以Uresearch认为可靠、准确、完整的信息为基础,但不保证报告所含信息的精准性和完整性。Uresearch将不时补充、修订或更新有关信息。本报告所含信息仅供参考,任何内容均不作为商业建议。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,Uresearch不承担任何法律责任。声明3目录一、半导体测试探针行业基本概念与发展概况二、半导体测试探针在半导体产业链中的地位三、半导体测试探针行业竞争格局与市场规模四、半导体测试探针行业发展驱动力及发展趋势4半导体测试探针基本概念半导体测试探针主要应用于半导体的芯片设计验证、晶圆测试、成品测试环节,是连通芯片/晶圆与测试设备进行信号传输的核心零部件,对半导体产品的质量控制起着重要的作用。设计验证芯片设计过程控制测试晶圆制造晶圆测试成品测试封装测试半导体芯片测试主要环节资料来源:Uresearch整理半导体测试探针产品资料来源:先得利、 Uresearch整理5半导体测试探针产品结构探针一般由针头、针尾、弹簧、外管四个基本部件经精密仪器铆压预压之后形成。由于半导体产品的体积较小,尤其是芯片产品的尺寸非常细微,探针的尺寸要求达到微米级别,是一种高端精密电子元器件,其制造技术含量高。在晶圆或芯片测试时,探针一般用于晶圆/芯片引脚或锡球与测试机之间的精密连接,实现信号传输以检测产品的导通、电流、功能和老化情况等性能指标。不同用途的探针外观有所不同,但探针内部基本上都有精密的弹簧结构,产品表面一般镀金,具有很强的防腐蚀性、电气性能、稳定性和耐久性。作为半导体测试设备中的关键部件,探针的结构设计(如针头形状)、针头材质(如钨、铍铜)、弹力大小等均对探针的稳定性、细微化、信号传导精确度等有影响,进而影响探针的测试精度。探针产品结构示意图资料来源:LEENO6半导体测试探针产品分类从结构来看,常见的探针类型主要包括弹性探针、悬臂式探针和垂直式探针。悬臂式探针为借由横向悬臂提供探针针部在接触待测半导体产品时适当的纵向位移,以避免探针针部施加于待测半导体产品的针压过大。垂直式探针可对应高密度信号接点的待测半导体产品的细间距排列,并借由针体本身的弹性变形提供针尖在接触待测半导体产品所需的纵向位移。探针类型细分类型弹性探针基本型弹性探针(图1)具有辅助弹簧的弹性探针(图2)具有双弹簧的弹性探针(图3)弹簧探针(图4)悬臂式探针基本型悬臂探针(图5)高密度悬臂探针(图6)片状悬臂探针(图7)防干扰悬臂探针(图8)垂直式探针基本型垂直探针(图9)抗变形垂直探针(图10)自校正垂直探针(图11)探针主要分类(按结构)各类探针结构示意图图1图2图3图4图5图6图7图8图11图10图9资料来源:Uresearch整理资料来源:Uresearch整理7半导体测试探针产品分类按照探针材料划分,常见的有钨探针、铍铜探针及钨铼合金探针。其中,钨铼合金探针接触电阻较稳定,同时兼顾硬度和柔韧性,不容易出现探针偏斜,因此钨铼合金探针是现阶段通用的性能良好的探针。类型优势劣势钨探针强度高,接触阻抗小,使用寿命较长具有较强的破坏性铍铜探针接触阻抗较钨探针小,适用于低接触电阻或高电流测试硬度阻抗较钨探针小,针尖磨损较快,价格较高钨铼合金探针(97%-3%)晶格结构比钨更加紧密,探针顶端平面更加光滑,耐磨损,不易沾污,使用寿命长接触电阻比钨稍高探针主要分类(按探针材料)按照探针工作频率来划分,探针分为同轴探针和普通探针。其中,同轴探针用于对测试频率较为敏感的测试环境;普通探针用于对信号衰减不敏感的测试环境。 同轴探针类似同轴线,探针外围包含一个铜管的保护层,铜管同探针之间填充介质材料。 普通探针为裸露在空气中的合金探针,为了防止走线交叉短路,通常在普通探针外围涂一层绝缘层。类型特点同轴探针针对测试频率敏感的测试环境普通探针针对信号衰减不敏感的测试环境探针主要分类(按探针工作频率)资料来源:Uresearch整理资料来源:Uresearch整理8探针在半导体产业链中的地位由于半导体产品的生产工艺十分繁杂,任何工序的差错都可能导致出现大量产品质量不合格,并对终端应用产品的性能造成重大影响,因此测试对于半导体产品的生产而言至关重要,贯穿半导体产品设计、制造、封装及应用的全过程。探针是半导体测试中所需的重要耗材,通过与测试机、分选机、探针台配合使用,用于设计验证、晶圆测试、成品测试环节,筛选出产品设计缺陷和制造缺陷,在确保产品良率、控制成本、指导芯片设计和工艺改进等方面具有重要作用。越早发现有缺陷的裸芯片越好,可以降低后续封装和成品测试的成本。探针处于半导体产业链的具体环节资料来源:Uresearch整理设计验证芯片设计过程控制测试晶圆制造晶圆测试成品测试封装测试终端应用制造流程测试环节测试机探针台测试机分选机探针台工艺控制量测设备测试机分选机测试设备测试过程及目的主要客户设计厂商IDM厂商晶圆代工厂IDM厂商封测厂为监控工艺,在制作过程早期进行产品工艺测试封装前进行裸片测试,通过探针对芯片/器件进行性能及功能测试,尽可能把坏片筛选出来以节约封装费用封装后对封装好的芯片/器件进行功能和性能的最终测试,保证出厂产品的良率对样片进行功能和性能验证,并根据反馈进行优化9探针在晶圆测试中的使用晶圆测试(Chip Probing,简称CP),是指用探针对生产加工完成后的晶圆产品上的芯片或半导体元器件功能进行测试,验证是否符合产品规格。晶圆测试属于“晶圆级”工艺,数千颗甚至数万颗裸芯片高度集成于一张晶圆上,需要大量的探针频繁地接触晶圆上的芯片。晶圆测试示意图晶圆结果映射图(绿色为有效芯片)资料来源:伟测科技、Uresearch整理测试过程需要探针台和测试机配合使用,探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置,芯片的引脚通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给探针台,探针台据此对芯片进行打点标记,形成晶圆结果映射图(Mapping),尽可能将无效的芯片标记出来以节约封装费用。资料来源:伟测科技、Uresearch整理芯片10探针在成品测试中的使用成品测试(Final Test,简称FT),又称终测,是指对封装完成后的芯片进行功能和电参数测试,保证出厂的每颗芯片的功能和性能指标能够达到设计规范要求。封装后的芯片被包裹在塑料、陶瓷等封装材料中,只有芯片的引脚暴露在外面。
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