泽丰CIS MEMS探针卡:让自主可控、快速交付不再是空话

集微网报道,在智能手机、智能汽车、PC、安防、物联网等市场需求的带动下,CIS无疑是最具成长潜力的芯片产品之一。

与其他芯片一样,CIS在晶圆制造完成后也需要进行晶圆测试。不过,测试机台并不能直接对待测晶圆进行量测,而是透过探针卡中的探针与晶圆上的焊垫或凸块接触后,将电性信号传送到测试机台分析其功能与特性,并判别晶粒的好坏,同时将不良品及时剔除,以减少后期封装时的成本浪费。

长期以来,国内探针卡主要向美、日、韩等国家进口,作为测试环节中不可或缺的核心零部件,发展国产探针卡产品势在必行。在此背景下,业内高端半导体测试接口综合解决方案领先企业——泽丰半导体(ZENFOCUS)率先开启了CIS MEMS探针卡的国产化进程。

加速突围,国产CIS行业崛起正当时

得益于多摄手机的广泛普及和安防监控、智能车载摄像头和机器视觉的快速发展,CIS芯片的整体出货量及销售额随之不断扩大。根据IC Insights预测,2024年CIS芯片出货量将达109亿颗,销售额将达261亿美元。

当前CIS芯片市场仍被日、韩厂商主导。根据Yole统计的数据显示,索尼在全球的市占率高达42%,三星则占19%,二者合计市占率超过六成。

反观国内企业,虽然豪威科技、格科微、思特威三家企业的市场份额已经进入全球前十,但合计市占率不超20%,整体国产替代空间巨大。

在市场需求快速成长和国产替代的趋势下,豪威科技、格科微、思特威等国产CIS芯片厂商正在加速向高端市场突围,与之配套的CIS芯片测试需求逐步打开。若有本土测试方案商能抓住此契机,积极开发出行业领先的CIS探针卡及测试技术,必能在高端半导体封测行业中占据一席之地。

直击痛点,打造自主可控MEMS探针卡

机遇与挑战并存,尽管高端CIS芯片测试前景广阔,但对探针卡的要求较高。据了解,探针卡按照结构可以分为垂直式探针卡、悬臂式探针卡和MEMS探针卡,凭借自身技术优势,MEMS探针卡逐渐占据了绝大多数市场份额。不过,由于MEMS探针卡和上游探针材料技术壁垒较高,导致市场主要被美、日、韩等海外企业垄断。

泽丰半导体对集微网表示:“目前,国内市场上的CIS晶圆测试仍以低端CPC(悬臂式探针卡)为主,但CPC探针卡无法满足高速率、低成本及高低温测试需求,存在测试速率低(100-200M)、同测数极限仅16颗、维修周期长且成本高、高低温下针位偏移大等问题。”

显然,CPC探针卡将逐步被市场淘汰,泽丰半导体进一步称:“CIS MEMS探针卡不但能够实现更高的测试速率、更高的同测数、更短的维修时间和成本,还可以在高低温状态下实现更稳定的晶圆测试。”也就是说,使用高端MEMS探针卡就能完美解决上述问题。

图示:CIS探针卡

图示:3D MEMS探针

为此,深耕测试接口领域多年的泽丰半导体启动了对高端CIS MEMS探针卡的研发。在研发中,泽丰半导体顺利突破了五大核心技术难题,构建了自身在技术、品质、产能、交期、成本等方面的多重竞争优势。

1.3D MEMS探针研制,解决CIS测试时焦距、压力及探针滑行大的问题;

2.陶瓷基板精密加工,陶瓷打孔解决测试镜头及通光的问题;

3.导电胶的研制,解决陶瓷基板和 PCB之间的有效互连;

4.提升测试速率,解决陶瓷基板高损耗的问题,将信号测试速率提升至4.5Gbps以上;

5.提升温度稳定性,扩大支持高低温的范围,覆盖-40℃至125℃。

事实上,由于上游原材料、工艺、设备等领域都存在瓶颈,国内厂商在半导体测试探针的自主化生产方面迟迟未能突破,只能依赖进口。而关键物料及生产工序无法做到自主可控,导致多数国内探针卡厂商只能进行简单维护,对探针卡的维修却需要寄望国外供应商处理,使得探针卡维护时间久成本高,核心竞争力自然不强。

为解决客户供应链风险,打造出自主可控的CIS MEMS探针卡,泽丰半导体从上游原材料入手,拥有从材料、工艺到集成方案的全流程能力,实现了测试接口的全流程闭环。

“当前公司探针均已实现国产化,通过产学研相结合的方式实现了探针材料的大批量生产,不受制于美日韩等供应商。”泽丰半导体表示,在公司实现了探针的自主化生产后,新款探针从设计到生产一般仅需要2周时间,不但显著提升了公司产品设计的灵活性,使得公司生产成本大幅降低,还可以依据客户的产品特点研制出特殊指标要求的探针,实现MEMS探针的客制化,例如高速测试、高频测试和高功率测试等。

图示:探针卡MLC(陶瓷基板)

此外,由于泽丰半导体可自产MEMS探针、陶瓷基板、导电胶和PCB,实现了对关键物料的自主可控,显著降低了整体MEMS探针卡的生产成本,使得客户可以花费CPC探针卡的价格享受高端MEMS探针卡的体验。

目前,泽丰半导体一张16DUT的针卡从设计到交付在6周时间内就可以完成,复投订单交付一般不超过1个月。经过长时间的技术攻关,泽丰半导体逐渐打破进口垄断,让自主可控、快速交付不再是一句空话,而成为公司的核心竞争力。

面向未来,持续完善产品布局

当前,在中美贸易战的背景下,先进封装已经成为我国先进制程和高端SoC芯片发展的关键。先进封装的突破将弥补先进制程不足的劣势,也有望成为半导体市场角逐的下一战场。

据悉,先进封装时代的到来,芯片逐渐从2D平面封装技术朝向能将不同尺寸、不同制程工艺、不同材料的芯片集成整合2.5D、3D封装技术发展,这也将对探针卡与封测行业带来高管脚数与细间距应用的挑战。

为此,泽丰半导体推出了支持超小Pitch的大尺寸探针卡,可以对μBump等封装接口芯片进行晶圆测试,也可以支持大尺寸的晶圆上系统集成电路进行电性检测。

同时,泽丰半导体还研发了具备先进封装功能实现能力的陶瓷基板,可以取代硅基板和封装基板,通过利用类似于RDL工艺的精密线路层可实现5um的线宽线距,足以应对当前的先进封装应用。

图示:存储探针卡

随着ChatGPT的火热,算力成为国家竞争力的代名词。泽丰半导体也顺应发展进行了超前部署和规划,当前公司探针卡产品主要是瞄准了三个方向:

1.大算力芯片,大算力芯片就像人的大脑,属于计算单元,具备强大的数据处理能力;

2.存储,强大的计算能力不是完全依赖于算力芯片,高带宽存储同样制约了大数据的分析处理能力;

3.感知,CIS属于典型的数据采集模块,通过获取环境的大量图片,完成对认知模块的采样和学习。

展望未来,泽丰半导体指出,国产高端CIS芯片正在逐渐崛起,国产厂商与日韩厂商的技术差距将越来越小,这是历史发展的必然结果。公司已做好应对高端CIS芯片晶圆测试的准备,打造出自主可控、快速交付的高端MEMS探针卡产品,也期待为更多国内外客户提供一站式半导体测试接口综合解决方案。


夕夕海 » 泽丰CIS MEMS探针卡:让自主可控、快速交付不再是空话

发表回复