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半导体测试设备是半导体封装测试阶段的最重要的设备之一,主要用于检查芯片的电性能是否符合要求,主要应用于半导体的封装测试阶段。半导体测试主要包括晶圆检测(CP测试)和成品测试(FT测试)两个核心环节。晶圆检测是在晶圆制造完成后、切割封装前进行,由探针台将晶圆精确移动到测试位置,使探针接触芯片的焊盘,测试机通过探针向芯片施加电信号,测试其电压、电流、时序和功能,验证晶粒是否合格,标记出不良晶粒,使其在封装前被剔除,节省后续成本。成品测试是指在芯片完成封装后进行,分选机将封装好的芯片自动传送至测试工位,测试机对芯片进行全面的功能和电参数测试,确保其最终性能符合设计规范。根据测试结果,分选机会对芯片进行分类、标记和分选,合格品依据性能分级包装出厂,不合格品则废弃或降级处理。
半导体测试设备按照实现功能不同可以分为测试机、分选机和探针台:
根据中金企信发布《半导体测试设备行业全景监测调研及运行趋势洞察报告(可定制)》:过去五年中,2021年受全球半导体行业产能快速扩张影响,半导体测试设备全球销售额由2020年的60.1亿美元快速增长至78.3亿美元;但2022年起全球宏观经济疲软(通胀、消费电子需求萎缩)导致产业链进入库存调整阶段。2024年起,受全球人工智能行业的快速发展,人工智能应用而进行的先进逻辑和存储器产能扩张,以及各主要细分市场的工艺技术迁移,以及下游消费电子、汽车电子需求恢复,2024年全球半导体测试设备的销售额同比上升20.26%。
半导体测试设备发展趋势:
①国产厂商在SOC测试、射频测试等领域逐渐提高国产程度。在国内市场,模拟测试机已经有较高的国产化程度,高端存储、SOC测试、射频测试机要求更高,国内厂商尚未全面突破,国产程度仍有较大提升空间。近年来国产厂商逐渐在SOC测试、射频测试等领域推出新产品,随着国内厂商技术实力逐渐提升,未来高端半导体测试领域的国产程度将会逐渐提高。
②AI芯片的复杂设计及先进制程工艺推动半导体测试设备行业发展。首先,AI芯片通常包含多种预设计和验证的嵌入式核心,如存储器核心、处理器核心、接口核心等,且拥有大量的并行计算,增加了测试难度;其次,单芯片测试时间延长,测试机测试效率需进一步提高,同时AI芯片通常利用先进制程且芯片尺寸较大,晶体管数量庞大,单芯片测试时间拉长导致测试成本上升,对测试机的测试效率提出新要求;另外,晶体管低压工作状态下,测试系统引入的噪声干扰的影响被放大,测试精度面临挑战。
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