透視半導(dǎo)體測試設(shè)備：芯片良率的捍衛(wèi)者

時間：2020-03-27作者：儀準科技（北京）有限公司瀏覽：92

透視半導(dǎo)體測試設(shè)備：芯片良率的捍衛(wèi)者
從兩起并購說起
2018年3月，美國半導(dǎo)體設(shè)備制造商KLA-Tencor花34億美元現(xiàn)金加股票鯨吞了以色列半導(dǎo)體設(shè)備制造商奧寶科技。
無*有偶，兩個月后，先前向美國外國投資**（CFIUS）打小報告的美國半導(dǎo)體企業(yè)科休（Cohu）宣布將以7.96億美元現(xiàn)金加股票收購Xcerra。
這兩起并購都發(fā)生在半導(dǎo)體測試設(shè)備領(lǐng)域，引起了各方的高度關(guān)注。本次就讓我們窺探半導(dǎo)體測試設(shè)備，深入了解下這個行業(yè)的發(fā)展。

?何為測試設(shè)備？
我們通常所說的半導(dǎo)體包括了集成電路（IC）、光電子器件、分立器件和傳感器四大類。為了便于解釋，我們這里就重點說下集成電路，俗稱芯片。
集成電路測試設(shè)備就像一名耿直的檢驗員，每天做的事情就是存優(yōu)汰劣，對生產(chǎn)過程中的工藝流程、晶圓半成品以及芯片成品進行檢驗，找出不符合要求的，確保生產(chǎn)良率，把好質(zhì)量這一關(guān)。

圖 晶圓測試結(jié)果
從晶圓硅片到一顆小小芯片的誕生，需要歷經(jīng)成百上千次的錘煉，方可成材，整個過程大致可分為IC設(shè)計、IC制造和IC封裝測試等環(huán)節(jié)。其中，晶圓制造也稱為前道工序，封裝稱為后道工序。
?
圖 ? 集成電路產(chǎn)業(yè)鏈示意圖
資料來源：招商證券
集成電路測試貫穿整個產(chǎn)業(yè)鏈，包括芯片設(shè)計中的設(shè)計驗證，晶圓制造中的晶圓測試和封裝完成后的成品測試。
表 ?集成電路測試環(huán)節(jié)

資料來源：《半導(dǎo)體制造技術(shù)》（電子工業(yè)出版社）
由于關(guān)系到生產(chǎn)成本，芯片的生產(chǎn)過程對良率（合格率）的要求較高。芯片生產(chǎn)工藝復(fù)雜，工序步驟涉及上百道，只要有一道工藝良率不達標就可能前功盡棄，所謂一著不慎，滿盤皆輸。就成熟的工藝制程，芯片制造和封裝環(huán)節(jié)的較終良率都要求在95%以上。
表? 集成電路加工工藝合格率情況

資料來源：招商銀行、AMEC
集成電路測試設(shè)備大致分為兩類。
一類稱為?工藝檢測設(shè)備，對生產(chǎn)過程中工藝流程進行檢測，側(cè)重于表面性檢測，包括尺寸形貌等，可細分光罩檢測、薄膜檢測、光學(xué)檢測和晶圓缺陷檢測等。KLA就是工藝檢測設(shè)備領(lǐng)域的**。
另一類稱為?自動化測試設(shè)備（Automatic Test Equipment ,ATE）。對芯片的性能和功能進行檢測，按功能可細分為SOC測試，RF測試、Memory IC測試等。Cohu就是ATE領(lǐng)域的**。
自動化測試設(shè)備包括了測試機（對芯片性能和功能檢測的設(shè)備）、分選機（將經(jīng)檢測的芯片分類放置）和探針臺（為芯片與測試機對接提供平臺）。在晶圓制造部分主要由測試機和探針臺配合使用，在封裝測試部分主要由測試機和分選機配合使用。

圖 ?集成電路產(chǎn)業(yè)鏈及測試設(shè)備利用情況
資料來源：長川科技招股說明書

**測試設(shè)備發(fā)展空間大、壟斷特征顯著

集成電路測試設(shè)備在整個設(shè)備體系中具有重要地位。例如，國內(nèi)封裝成員長電科技滁州封測項目采購的2000多臺設(shè)備中，測試設(shè)備的采購比例就**過?四分之一。
根據(jù)**半導(dǎo)體協(xié)會（SEMI）統(tǒng)計，2017年，**集成電路測試設(shè)備銷售額45.3億美元，增長25%，占所有設(shè)備比重為7.9%。過去五年，測試設(shè)備占整個設(shè)備的比重大致在8%-9%。據(jù)保守預(yù)計，2018年和2019年，**測試設(shè)備每年市場規(guī)模大致在50億美元。

圖 ?集成電路測試設(shè)備市場規(guī)模和比重
資料來源：根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)整理
目前，**測試設(shè)備基本是美國和日本廠商的天下。其中，**工藝測試設(shè)備呈現(xiàn)三足鼎立的格局，由美國的KLA、應(yīng)用材料，日本的日立所把持，三家市場占有率合計達到 70%。
表 ??工藝檢測設(shè)備細分領(lǐng)域市場情況
資料來源：根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)整理
**自動化測試設(shè)備（ATE）呈現(xiàn)寡頭壟斷，由美國的泰瑞達（Teradyne）、科休（Cohu），日本的愛德萬（Advantest）三家廠商牢牢掌控，合計市場占有率在90%以上。
表? ATE細分領(lǐng)域市場情況
資料來源：根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)整理
?泰瑞達和愛德萬基本壟斷了功能測試市場。

表 ?ATE功能細分市場情況

資料來源：根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)整理

我國集成電路測試設(shè)備企業(yè)亟需加快轉(zhuǎn)型步伐

未來幾年，集成電路測試設(shè)備將迎來新契機。
在前道工序方面，隨著**制程工藝的演進，工藝步驟不斷增多，加工精度也會隨之提高，這就要求廠商加大對檢測設(shè)備的技術(shù)研發(fā)力度。例如，當工藝制程推進到10nm以下，就要求測試設(shè)備廠商提高成像技術(shù)，滿足**工藝對檢測的精度要求。
在后道工序方面，傳統(tǒng)封裝正在向**封裝延伸。**封裝是后摩爾時代的產(chǎn)物，主要有兩大方向：一是減小封裝體積，使其接近芯片大?。欢窃黾臃庋b集成度，實現(xiàn)從2D封裝向3D集成封裝跨越。
據(jù)預(yù)計，2016-2021年，**封裝的復(fù)合增長率達7%，**封測行業(yè)平均增長3-4%。隨著3D集成封裝的應(yīng)用，工藝過程變得較為復(fù)雜，工序步驟會增加，對3D結(jié)構(gòu)的檢測也將增加對設(shè)備的需求。

圖? ?**封裝兩大方向
資料來源：Gartner，太平洋證券研究院
目前，**測試設(shè)備行業(yè)基本形成了壟斷的局面。我國測試設(shè)備行業(yè)起步晚，整體規(guī)模較小，產(chǎn)品主要用于后道封裝測試。
因此，我國檢測設(shè)備應(yīng)抓住集成電路工藝技術(shù)升級的機遇，從后道封裝檢測逐步走向前道檢測，從自動化檢測向工藝過程檢測延伸，成功實現(xiàn)轉(zhuǎn)型。
芯片失效分析實驗室介紹，能夠依據(jù)**、國內(nèi)和行業(yè)標準實施檢測工作，開展從底層芯片到實際產(chǎn)品，從物理到邏輯全面的檢測工作，提供芯片預(yù)處理、側(cè)信道攻擊、光攻擊、侵入式攻擊、環(huán)境、電壓毛刺攻擊、電磁注入、放射線注入、物理安全、邏輯安全、功能、兼容性和多點激光注入等安全檢測服務(wù)，同時可開展模擬重現(xiàn)智能產(chǎn)品失效的現(xiàn)象，找出失效原因的失效分析檢測服務(wù)，主要包括點針工作站（Probe Station）、反應(yīng)離子刻蝕（RIE）、微漏電偵測系統(tǒng)（EMMI）、X-Ray檢測，缺陷切割觀察系統(tǒng)（FIB系統(tǒng)）等檢測試驗。實現(xiàn)對智能產(chǎn)品質(zhì)量的評估及分析，為智能裝備產(chǎn)品的芯片、嵌入式軟件以及應(yīng)用提供質(zhì)量保證。


儀準科技（北京）有限公司專注于手動探針臺,probe,station等

• 詞條

  詞條說明

• IC產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性測試

  IC產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性測試 AA探針臺 2018-01-19 閱讀5914 質(zhì)量（Quality）和可靠性（Reliability）在一定程度上可以說是IC產(chǎn)品的生命，好的品質(zhì)，長久的耐力往往就是一顆優(yōu)秀IC產(chǎn)品的競爭力所在。在做產(chǎn)品驗證時我們往往會遇到三個問題，驗證什么，如何去驗證，哪里去驗證，這就是what, how , where 的問題了。 解決了這三個問題，質(zhì)量和可靠性就有了保證，制造商才

• 掃描電鏡（SEM）

  掃描電鏡（SEM） 服務(wù)介紹：SEM/EDX（形貌觀測、成分分析）掃描電鏡（SEM）可直接利用樣品表面材料的物質(zhì)性能進行微觀成像。EDX是借助于分析試樣發(fā)出的元素特征X射線波長和強度實現(xiàn)的，根據(jù)不同元素特征X射線波長的不同來測定試樣所含的元素。通過對比不同元素譜線的強度可以測定試樣中元素的含量。通常EDX結(jié)合電子顯微鏡（SEM）使用，可以對樣品進行微區(qū)成分分析。 服務(wù)范圍：**，航天，半導(dǎo)體，**

• 失效分析FA常用工具介紹

  失效分析FA常用工具介紹；透射電鏡（TEM）；TEM一般被使用來分析樣品形貌（morholog；與TEM需要激發(fā)二次電子或者從樣品表面**的電子；然后用這種電子束轟擊樣品，有一部分電子能穿透樣品；對于晶體材料，樣品會引起入射電子束的衍射，會產(chǎn)生；對于TEM分析來說*為關(guān)鍵的一步就是制樣；集成電路封裝的可靠性在許多方面要取決于它們的機械；俄歇電子（AgerAna 失效分析常用工具介紹 透射電鏡（TE

• PCB出口業(yè)務(wù)迎至暗時刻：砍單疊加物流遇阻，轉(zhuǎn)向挖掘國內(nèi)市場

  PCB出口業(yè)務(wù)迎至暗時刻：砍單疊加物流遇阻，轉(zhuǎn)向挖掘國內(nèi)市場 熬過了國內(nèi)疫情的難關(guān)，再臨**疫情“失控”，對于國內(nèi)逐步復(fù)工復(fù)產(chǎn)的PCB產(chǎn)業(yè)來說，出口業(yè)務(wù)正遭遇著至暗時刻。 眾所周知，PCB作為電子信息產(chǎn)品制造的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，原本受宏觀經(jīng)濟周期波動的影響較大；此次，較因海外疫情告急，短期內(nèi)或使**PCB產(chǎn)值受一定影響。 特別是中國作為**PCB產(chǎn)值**50%的國家，以出口業(yè)務(wù)為主的PCB廠商不在少數(shù)，基于