矽电公司研发人员正在测试各类芯片的技术指标

 

针尖上做出大文章——
深圳矽电实现晶圆“体检”设备国产化

 

芯片是智能制造的“大脑”。如何保证其正常运转？产前“体检”必不可少。半导体检测设备作为芯片生产过程中的重要工具，就犹如芯片的“体检医生”，在芯片生产阶段，会对产品的技术参数逐一检查，只有成功通过测试的产品型号方可量产。

 

矽电半导体设备（深圳）股份有限公司作为我国最早研发、规模最大的探针台生产企业，多年来始终坚持自主创新，致力于推动高精密半导体设备国产化，如今已研发出一系列达到国际前沿技术标准的全自动测试探针台，多项核心技术填补了国内相关领域技术空白，并已发展成为能与国际同业竞争的企业。

 

矽电公司总经理王胜利介绍，矽电公司自2003年成立以来就以晶圆片探针台为着力点，在晶圆片半自动探针测试台项目研发上率先突破技术关键环节，并实现了产业化。

 

走进矽电公司研发部门，研发人员正忙于测试各类芯片技术指标及调试检测设备。王胜利告诉记者：“我们的核心技术是探针测试技术，简单来说是一种测试方法。晶圆片单一晶粒的尺寸都非常小，其测量接触面直径一般只有50微米，相当于头发丝断面的三分之二大小，测试都必须在显微镜下完成。在电路测试中我们一方面要通过检测设备给电路输送信号，另一方面要把信号接出来。这就需要探针精准对接每一个测量触点。”

 

王胜利告诉记者，探针台负责晶圆的输送与定位，使晶圆上的晶粒依次与探针接触并逐个测试。它可以将参数特性不符合要求的芯片记录下来，便于在后道工序之前及时将其剔除，这样就有效地提高了后道生产的成品率，降低了器件的制造成本。探针台属于半导体设备领域的高精尖设备，是集成电路产业发展的核心专用设备，行业技术壁垒较高，在设备的精度、可靠性、视觉智能多系统拟合、测试工艺方面均有非常严苛的要求，是对生产厂商在工艺、技术、生产流程等方面的综合考验。

 

推进探针台设备实现国产化替代是矽电公司一直以来的发展目标。“行业中竞争对手虽然不多，但很多人不愿意做，因为这个东西太费劲。”王胜利坦言，“2002年开始，我与另外3位合伙人启动了晶圆测试探针台的研发。原本看似简单的东西，在进入研发后才发现其中涉及的细节与技术太多了。我们很多次都差点坚持不下来。”

 

“为了保障技术的不断更新，公司的各项资源都会优先保障技术研发，我们每年研发投入占总营收的9%左右。”王胜利表示，经过多年发展，矽电公司已逐渐掌握了包括高精度快响应大行程精密步进技术、定位精度协同控制、探针卡自动对针技术、晶圆自动上下片技术、基于智能算法的机器视觉、电磁兼容性设计技术等多项探针台设备研发核心技术。同时，矽电公司可根据温控、高压、磁场及辐射等不同的环境需求，提供芯片检测一条龙解决方案。截至2019年底，公司已取得国内外授权专利111项、软件著作权36项。

 

得益于不断开拓创新，矽电公司已成长为目前国内少数具备批量设计及生产各种规格探针台、晶粒及晶圆表面检查设备、晶粒拾取及挑选系统等晶粒级处理设备的企业。王胜利表示，随着晶圆从6英寸到8英寸再到目前12英寸的发展，探针台也经历了从手动、半自动到全自动的发展历程。目前，在半导体领域，矽电公司相继推出了对应不同集成电路领域的探针台产品；在LED领域，矽电公司自行研发的倒装芯片全自动探针台、正装芯片全自动探针台以及全自动抽测探针台组成了光电半导体系列探针台产品。同时，矽电公司也应市场需求及时推出了VCSEL芯片探针测试系统及VCSEL模组测试系统、垂直红外光电芯片测试机及全自动晶圆镜检机等产品，丰富了公司的产品线。