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風(fēng)靡云蒸的獨(dú)立IC測(cè)試廠商

2022-03-11
來(lái)源:杜芹
關(guān)鍵詞: ATE 芯片 半導(dǎo)體測(cè)試

  在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)存在一個(gè)越發(fā)明顯的趨勢(shì),,那就是傳統(tǒng)交由封測(cè)廠商來(lái)完成的芯片的測(cè)試業(yè)務(wù),,現(xiàn)在越來(lái)越多的芯片廠商開(kāi)始交給獨(dú)立測(cè)試廠商完成,。國(guó)內(nèi)IC產(chǎn)業(yè)專業(yè)分工的趨勢(shì)不斷發(fā)展,使得獨(dú)立的IC測(cè)試廠商近年來(lái)逐漸走上臺(tái)前,,被行業(yè)重視起來(lái),。

  半導(dǎo)體測(cè)試歸根到底是服務(wù),核心設(shè)備是ATE

  半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要包含IC設(shè)計(jì),、晶圓制造,、封裝測(cè)試這三大環(huán)節(jié),,每個(gè)環(huán)節(jié)都起著重要作用。而半導(dǎo)體測(cè)試作為產(chǎn)業(yè)鏈最后一環(huán)至關(guān)重要,,貫穿芯片設(shè)計(jì)和生產(chǎn)全程,,涵蓋了芯片的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓制造相關(guān)的CP測(cè)試和封裝完成后的最終成品測(cè)試,。

  測(cè)試不同于加工制造業(yè)的流片和封裝,其本質(zhì)是服務(wù),,其目的是測(cè)試芯片的好壞,,測(cè)試的核心是數(shù)據(jù),最終交付的也是數(shù)據(jù),。傳統(tǒng)來(lái)說(shuō),,測(cè)試的費(fèi)用約占整個(gè)芯片環(huán)節(jié)的5~25%左右,浮動(dòng)比例受到芯片應(yīng)用差異極大,,例如消費(fèi)類電子的測(cè)試費(fèi)用可能僅為2%,,但是車載的車規(guī)測(cè)試可能會(huì)達(dá)到20%以上,特殊的IC甚至到25%,。而CP和FT(CP是chip probing,,主要是測(cè)試晶圓;FT=Final test,,屬于封裝之后的成品測(cè)試)的比例一般在1:5,,但這個(gè)CP增加的趨勢(shì)也在上升,這是因?yàn)樵贑P上能夠?qū)崿F(xiàn)更高的并測(cè)數(shù)(同時(shí)間測(cè)試芯片的數(shù)目)可以大幅降低成本,,晶圓制造程序復(fù)雜度越來(lái)越高使得芯片良率的控制比以往困難,,晶圓廠也需要快速獲得測(cè)試數(shù)據(jù)作為自身改善的依據(jù);另外越來(lái)越多的產(chǎn)品以裸片(bare wafer)的方式經(jīng)由先進(jìn)封裝的技術(shù)和其他的產(chǎn)品封在一起,,因此在晶圓上就必須要確認(rèn)每一顆芯片的好壞,,這些都是驅(qū)動(dòng)CP測(cè)試增加的主要原因。所以總體而言,,測(cè)試(尤其是晶圓級(jí)測(cè)試)所占的支出正在大幅提升,。

  芯片質(zhì)量的好壞主要受兩方面的影響,一個(gè)是芯片設(shè)計(jì),;二是芯片制程,。即使芯片設(shè)計(jì)完美,在晶圓制造和封裝環(huán)節(jié)仍會(huì)因?yàn)楣に囍瞥坛霈F(xiàn)良率之說(shuō),,所以就必需要測(cè)試來(lái)發(fā)揮作用,,以確定孰優(yōu)孰劣。測(cè)試出的良率越高,,說(shuō)明工藝制程越穩(wěn)定,,整體成本也會(huì)越低,。而另一方面良率在特定的范圍內(nèi)測(cè)試出的良率的越低,則反映測(cè)試的條件越嚴(yán)格,,質(zhì)量越高,。

  由此可見(jiàn),半導(dǎo)體測(cè)試是產(chǎn)品良率和成本管理的重要環(huán)節(jié),,在半導(dǎo)體制造過(guò)程有著舉足輕重的地位,。

  半導(dǎo)體設(shè)備主要包括三類:ATE測(cè)試機(jī)、探針臺(tái)(prober),、分選機(jī)(Handler),。ATE測(cè)試機(jī)主要負(fù)責(zé)芯片性能檢測(cè),探針臺(tái)和分選機(jī)則主要負(fù)責(zé)傳輸晶圓/芯片以進(jìn)行測(cè)試,,探針臺(tái)與測(cè)試機(jī)配合于晶圓測(cè)試工序,,分選機(jī)與測(cè)試機(jī)配合在成品測(cè)試工序。在過(guò)去這三大測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域,,基本都是處于國(guó)外企業(yè)壟斷的局面,,時(shí)至今日國(guó)內(nèi)廠商陸陸續(xù)續(xù)開(kāi)發(fā)出成熟可用的測(cè)試平臺(tái)。

  探針臺(tái)的研發(fā)難度比分選機(jī)大,,目前仍由海外廠商占主導(dǎo)地位,國(guó)內(nèi)廠商自給率偏低,。主要由日系廠商?hào)|京精密,、東京電子和韓系SEMICS等把控,。分選機(jī)方面早已打破外商壟斷的局面,目前臺(tái)灣鴻勁以及天津金海通,、杭州長(zhǎng)川,、上海中藝等都有很不錯(cuò)的表現(xiàn)。

  讓我們重點(diǎn)來(lái)看下ATE測(cè)試機(jī),。在芯片測(cè)試的主要機(jī)臺(tái)中,,ATE是測(cè)試的核心設(shè)備,根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),,ATE設(shè)備銷售額大致占到半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備的2/3。國(guó)外的泰瑞達(dá)和愛(ài)德萬(wàn)雙寡頭在ATE設(shè)備領(lǐng)域占據(jù)95%以上的市場(chǎng)份額,,兩家大廠平分秋色處于絕對(duì)領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)這幾年在模擬領(lǐng)域也開(kāi)始漸漸崛起,,如華峰測(cè)控。

  那么如何衡量一款A(yù)TE測(cè)試機(jī)的好壞,?半導(dǎo)體測(cè)試機(jī)的核心技術(shù)主要體現(xiàn)在功能指標(biāo),、集成,、精度,、速度、可延展性與穩(wěn)定性,。相對(duì)應(yīng)的,ATE測(cè)試機(jī)的測(cè)試覆蓋范圍越廣,,能夠測(cè)試的項(xiàng)目越多,測(cè)試的精度越高,、速度越快,則越受客戶青睞,。另外客戶非常重視機(jī)臺(tái)穩(wěn)定度、可靠性以及操作維護(hù)成本,。

  哪些客戶會(huì)來(lái)購(gòu)買ATE設(shè)備呢,?無(wú)論是封測(cè)廠還是晶圓廠要進(jìn)行芯片的測(cè)試都需要采購(gòu)ATE設(shè)備,,所以他們無(wú)疑是ATE設(shè)備采購(gòu)的主力,;另外,,F(xiàn)abless企業(yè)也會(huì)購(gòu)買ATE設(shè)備,,這些IC設(shè)計(jì)廠商通過(guò)自行購(gòu)買測(cè)試機(jī)產(chǎn)品,,用來(lái)開(kāi)發(fā),、驗(yàn)證產(chǎn)品,甚至自主測(cè)試量產(chǎn),,來(lái)保證公司的產(chǎn)能確保交貨順暢。但測(cè)試設(shè)備動(dòng)輒數(shù)百萬(wàn)元的價(jià)格,,對(duì)于普通的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)甚至于封測(cè)廠來(lái)說(shuō),這將是一筆很大的支出,。

  測(cè)試被重視,獨(dú)立測(cè)試服務(wù)商迎來(lái)春天

  2020年,,中國(guó)政府出臺(tái)了《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,第一次將封測(cè)企業(yè)拆分成封裝企業(yè)和測(cè)試企業(yè),,測(cè)試被單獨(dú)拎出來(lái),走上時(shí)代的舞臺(tái),。

  因此,獨(dú)立測(cè)試服務(wù)商迎來(lái)了發(fā)展的好機(jī)會(huì),,我們看到,越來(lái)越多的獨(dú)立芯片測(cè)試廠商也開(kāi)始浮出水面,。獨(dú)立測(cè)試服務(wù)廠商主要有臺(tái)灣的京元電子、矽格,,大陸的利揚(yáng)芯片、摩爾精英,、,、華嶺股份,、確安科技、華潤(rùn)賽美科等,。可見(jiàn)這個(gè)賽道已經(jīng)有越來(lái)越多的玩家參與,。

  那么,獨(dú)立測(cè)試服務(wù)商成立的契機(jī)是什么呢,?是供應(yīng)鏈發(fā)展從企業(yè)內(nèi)的分工轉(zhuǎn)向跨企業(yè)分工與制造角色分工的必然趨勢(shì):

  投資收益最大化

  測(cè)試產(chǎn)出效率受芯片待測(cè)功能、封裝形式等多重因素影響,,對(duì)于晶圓廠與封裝廠而言,如果要做到兼顧晶圓制造/封裝生產(chǎn)和測(cè)試,,測(cè)試需要的面積與成本并不會(huì)比晶圓工藝設(shè)備和封裝設(shè)備少太多,,在同等廠房面積與資金的情況下,,將更多的資金/面積投資在晶圓與封裝制程機(jī)臺(tái)上將是更有利,。

  供應(yīng)鏈與質(zhì)量管理

  隨著芯片設(shè)計(jì)公司客戶成長(zhǎng),,其對(duì)于供應(yīng)鏈生產(chǎn)管控需要更多話語(yǔ)權(quán),在晶圓與封裝廠外進(jìn)行第三方測(cè)試,,可以更好的發(fā)現(xiàn)制造環(huán)節(jié)的問(wèn)題,同時(shí)避免裁判與球員是同一人的風(fēng)險(xiǎn),,在成本、質(zhì)量與效率之間取得最佳化平衡,。

  市場(chǎng)與技術(shù)需要

  中國(guó)芯片市場(chǎng)的成長(zhǎng)對(duì)芯片供應(yīng)鏈提出來(lái)更高要求,越來(lái)越多的先進(jìn)封裝促使測(cè)試KGD(Known Good Die)的需求量明顯增加,。同時(shí)由于處在消費(fèi)升級(jí)的芯片市場(chǎng)對(duì)品質(zhì),、技術(shù)的更加看重,測(cè)試已經(jīng)不再僅僅是生產(chǎn)供應(yīng)鏈的一環(huán),,而是成為“守門員”,成為芯片產(chǎn)品價(jià)值重要的一環(huán),,因此測(cè)試從傳統(tǒng)晶圓廠和封裝廠脫離成為了必然趨勢(shì),。

  在這樣的形勢(shì)下,,不少獨(dú)立測(cè)試服務(wù)商開(kāi)始求變,,探索更適合于產(chǎn)業(yè)測(cè)試需求和發(fā)展的方式,。

  依托自有ATE設(shè)備,探索新的測(cè)試服務(wù)模式

  摩爾精英深諳芯片設(shè)計(jì)公司的需求,,從測(cè)試行業(yè)的服務(wù)本質(zhì)以及測(cè)試所需要的ATE核心設(shè)備兩方面著手,正在打造一個(gè)新的測(cè)試服務(wù)模式,。

  在2020年底完成對(duì)ATE測(cè)試機(jī)臺(tái)設(shè)備與團(tuán)隊(duì)的收購(gòu)項(xiàng)目后,摩爾精英正式將VLCT的先進(jìn)技術(shù)引進(jìn)國(guó)內(nèi),,依托核心自主可控的ATE測(cè)試設(shè)備,為國(guó)內(nèi)外企業(yè)提供一站式測(cè)試服務(wù),。如前文所述,芯片的測(cè)試并不是單一加工環(huán)節(jié),,而摩爾精英為客戶提供的測(cè)試服務(wù)正是貫穿產(chǎn)業(yè)鏈的核心關(guān)鍵,包含了芯片測(cè)試,、產(chǎn)品工程驗(yàn)證、成品測(cè)試,、產(chǎn)品可靠性分析以及失效分析,。

  所謂一站式的測(cè)試量產(chǎn)服務(wù),,是客戶可以在摩爾精英一站式享受:從方案開(kāi)發(fā)(測(cè)試軟硬件設(shè)計(jì))到新品導(dǎo)入,再通過(guò)不斷優(yōu)化最終穩(wěn)定量產(chǎn),,幫助客戶的產(chǎn)品順利贏得市場(chǎng),。其中,量產(chǎn)維護(hù)是摩爾精英的一大賣點(diǎn),,該服務(wù)可協(xié)助客戶進(jìn)行不斷優(yōu)化測(cè)試程序,以解決產(chǎn)品在銷售過(guò)程中如RMA客退等事故所引發(fā)的測(cè)試方案優(yōu)化,,還利用行業(yè)專業(yè)軟件系統(tǒng)幫助客戶進(jìn)行良率監(jiān)控和提升,,細(xì)致管理優(yōu)化產(chǎn)品供應(yīng)鏈,而且能夠?qū)蛻籼峁┈F(xiàn)場(chǎng)技術(shù)支持,,以解決客戶人力緊缺,、工廠實(shí)時(shí)管控的難題。

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  摩爾精英所提供的服務(wù)模式主要有兩種,,一種是交鑰匙Turnkey模式,,另外一種是Backstage(后臺(tái))模式。

  Turnkey模式是指芯片設(shè)計(jì)企業(yè)把測(cè)試完全交由摩爾精英,,由其下單給自營(yíng)或者第三方合作測(cè)試廠進(jìn)行量產(chǎn),,客戶無(wú)需擔(dān)憂測(cè)試生產(chǎn),最終由摩爾精英交付測(cè)試通過(guò)的成品,;第二種后臺(tái)模式主要是針對(duì)測(cè)試機(jī)臺(tái)產(chǎn)能需求量大的客戶,,客戶自己或客戶指定的測(cè)試廠向摩爾精英租用ATE設(shè)備,摩爾精英為客戶提供測(cè)試相應(yīng)的服務(wù),,如程序開(kāi)發(fā),、ATE維護(hù)等,。在Turnkey模式中,,摩爾精英會(huì)為客戶提供特有的量產(chǎn)持續(xù)服務(wù)、工程支持以及產(chǎn)品測(cè)試品質(zhì)管理服務(wù),,能夠?yàn)榭蛻籼峁┩该鞯墓?yīng)鏈數(shù)據(jù),。

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  摩爾精英主要面向晶圓/封測(cè)廠和芯片設(shè)計(jì)公司的兩類用戶。對(duì)于晶圓/封測(cè)廠來(lái)說(shuō),,采用摩爾精英的設(shè)備,,可以為它的客戶減輕現(xiàn)金流的壓力,不需要提前去花大量的現(xiàn)金流去購(gòu)買價(jià)格高昂且與不同種類芯片功能密切相關(guān)的ATE設(shè)備,,所以其投資收益率(ROI)會(huì)明顯上升,,而且可以更快速響應(yīng)芯片設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)能需求。而對(duì)芯片設(shè)計(jì)公司來(lái)說(shuō),,摩爾精英的數(shù)百臺(tái)現(xiàn)貨ATE設(shè)備具有充足產(chǎn)能優(yōu)勢(shì),,而且還可以在自營(yíng)與三方合作工廠之間進(jìn)行產(chǎn)能動(dòng)態(tài)調(diào)整,;同時(shí)其完整的量產(chǎn)測(cè)試服務(wù)逐漸替代行業(yè)傳統(tǒng)的“一錘子買賣”式的測(cè)試設(shè)備銷售服務(wù)模式,從而優(yōu)化芯片設(shè)計(jì)企業(yè)的團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu),。

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  摩爾精英自主的核心的ATE測(cè)試機(jī)臺(tái)VLCT主要有三大優(yōu)勢(shì):

  設(shè)備成熟可靠

  這些設(shè)備已經(jīng)過(guò)20多年的迭代研發(fā),,測(cè)試出貨了100多億顆芯片;

  超高的性價(jià)比

  摩爾精英可通過(guò)多種方式方法把單位測(cè)試成本有效降低,,摩爾精英的機(jī)臺(tái)是為“量產(chǎn)”而生,,能覆蓋70%芯片種類的測(cè)試需求,包含digital,、analog,、mixed signal,、RF等,,目前在MCU、電源管理芯片與IoT芯片的測(cè)試上有非常好的優(yōu)勢(shì),;

  團(tuán)隊(duì)技術(shù)實(shí)力雄厚

  摩爾精英擁有50人的專業(yè)AE工程團(tuán)隊(duì),,團(tuán)隊(duì)平均經(jīng)驗(yàn)25年,可以更好的服務(wù)客戶,。自有工廠的建設(shè)也在緊鑼密鼓的進(jìn)行中,,未來(lái)有望進(jìn)一步為客戶提供更多產(chǎn)能與品質(zhì)的選擇,。

  在現(xiàn)有成熟ATE測(cè)試設(shè)備之外,,摩爾精英正在研發(fā)下一代國(guó)產(chǎn)自主ATE設(shè)備,,采用模塊化設(shè)計(jì),重點(diǎn)突破全品類測(cè)試性能,,在保持原有成熟機(jī)臺(tái)穩(wěn)定性的同時(shí),新一代測(cè)試機(jī)將提供桌面型版本,,可讓客戶在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)快速調(diào)試產(chǎn)品,支持測(cè)試程序無(wú)縫轉(zhuǎn)移到量產(chǎn)產(chǎn)線測(cè)試機(jī)上,,為客戶提供先進(jìn)測(cè)試能力的同時(shí),更縮短Time-to-market的時(shí)間,。

  幫助客戶大幅提升了芯片測(cè)試效率

  目前國(guó)內(nèi)外眾多優(yōu)質(zhì)的Fabless客戶正在使用摩爾精英的ATE設(shè)備,,已經(jīng)在國(guó)內(nèi)前三的芯片設(shè)計(jì)公司投入量產(chǎn),,也成功打入全球前三的射頻國(guó)際巨頭,。通過(guò)多年量產(chǎn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)顯示,,摩爾精英有能力幫客戶節(jié)省將近一半以上的測(cè)試成本,。

  例如國(guó)內(nèi)一家前三大Fabless企業(yè)已經(jīng)有十幾款產(chǎn)品在摩爾精英的VLCT設(shè)備中測(cè)試,,測(cè)試產(chǎn)品涵蓋消費(fèi)電子,、工業(yè)電子和智能功率電子,摩爾精英在多個(gè)項(xiàng)目中將其測(cè)試效率提升了近50%,,成本降到了原來(lái)的三成,。而且在2018年的一項(xiàng)分析中,在5萬(wàn)片晶圓的測(cè)試數(shù)據(jù)中,,相比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,摩爾精英自有測(cè)試機(jī)臺(tái)所測(cè)得的良率提升了0.6% ,,相對(duì)多出4000片晶圓,,在這個(gè)芯片代工產(chǎn)能極度受到壓抑的時(shí)候彌足珍貴。

  無(wú)獨(dú)有偶,,摩爾精英也幫華南一家消費(fèi)電子芯片設(shè)計(jì)公司提升了測(cè)試效率,,在這個(gè)案例中摩爾精英的設(shè)備在穩(wěn)定度上表現(xiàn)十分亮眼,最直接的展現(xiàn)就是低復(fù)測(cè)率---摩爾精英做到了小于0.05%的復(fù)測(cè)率,,比相關(guān)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手低了2個(gè)量級(jí),。產(chǎn)品在機(jī)臺(tái)上復(fù)測(cè)率是測(cè)試穩(wěn)定性的重要指標(biāo),復(fù)測(cè)率越低,,說(shuō)明設(shè)備越穩(wěn)定,。

  2021年摩爾精英使用VLCT設(shè)備成功打入全球領(lǐng)先的射頻廠商供應(yīng)鏈體系,幫助客戶節(jié)約了52%的測(cè)試時(shí)間,,成功替換了UFXXX機(jī)型,。目前已經(jīng)導(dǎo)入量產(chǎn),未來(lái)將使用超過(guò)30臺(tái)以上VLCT,。

  結(jié)語(yǔ)

  摩爾精英以自有機(jī)臺(tái)服務(wù)客戶的模式獨(dú)創(chuàng)一格,,為無(wú)論是封測(cè)廠(包括晶圓廠)還是芯片公司,都提供了最具彈性的選擇,,旨在解決大家的痛點(diǎn),,成為中國(guó)乃至世界獨(dú)特創(chuàng)新的以芯片產(chǎn)品為導(dǎo)向的芯片測(cè)試方案整體解決方案提供商,。下一代全新ATE設(shè)備也在緊鑼密鼓的研發(fā)中,將由摩爾精英主導(dǎo)研發(fā),,朝著更快,、更精密、更大,、更彈性的方向發(fā)展,,性能對(duì)標(biāo)目前領(lǐng)先廠家的高階機(jī)型。

  隨著國(guó)內(nèi)獨(dú)立測(cè)試廠商實(shí)力的日益增強(qiáng),,IC測(cè)試需求的大幅提升,,本土專業(yè)的IC測(cè)試廠商的地位將持續(xù)上升。




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