◆La produzione di chip richiede centinaia di passaggi nel processo e qualsiasi errore in un solo passaggio può portare a guasti del dispositivo. Pertanto, il processo di prova del chip è cruciale e l'uso di buone apparecchiature e metodi di prova del chip è una delle chiavi per migliorare il livello di produzione del chip. La razionalità della progettazione del circuito integrato e l'affidabilità dei prodotti devono essere verificate attraverso test funzionali e parametrici dei circuiti integrati.

1,I tre dispositivi core per la prova integrata del chip del circuito

◆L'industria manifatturiera delle apparecchiature è l'industria fondamentale dei circuiti integrati ed è la chiave per completare la produzione, l'imballaggio e il collaudo dei wafer e per raggiungere il progresso tecnologico nei circuiti integrati.Circa l'80% (stimato da SEMI).

◆L'attrezzatura specializzata richiesta comprende principalmente le macchine litografiche e la deposizione chimica del vapore richiesto per il processo di fabbricazione del wafer (Apparecchiature CVD, macchine per incisione, macchine per impianto ionico, attrezzature per trattamento superficiale, ecc; Attrezzatura di taglio e diradamento, attrezzatura di rilevamento dei difetti di misura, attrezzatura di imballaggio di incollaggio, ecc. necessaria per il processo di imballaggio; Macchine di prova, selezionatrici, stazioni di sonda, ecc. necessarie per il processo di prova; E altre apparecchiature di diffusione, ossidazione e pulizia necessarie per i processi front-end. La produzione di questi dispositivi richiede l'uso completo di tecnologie scientifiche come l'ottica, la fisica e la chimica, che hanno le caratteristiche di alto contenuto tecnico, difficile fabbricazione e alto valore delle apparecchiature.

◆Le apparecchiature di prova per i circuiti integrati comprendono principalmente macchine di prova, selezionatrici e stazioni di sonda. Come importante attrezzatura specializzata, l'apparecchiatura di prova del circuito integrato può non solo giudicare la qualifica del chip o dispositivo testato, ma anche fornire informazioni sui collegamenti deboli nel processo di progettazione e produzione, che aiuta a migliorare il livello di produzione del chip. Tra questi:

◆Una macchina di prova è un dispositivo specializzato utilizzato per testare la funzionalità e le prestazioni dei chip. La macchina di prova applica i segnali di ingresso al chip e raccoglie i datiPROVAConfrontare il segnale di uscita con il valore atteso per determinare l'efficacia della funzionalità e delle prestazioni del chip in diverse condizioni operative.

◆La selezionatrice e la stazione della sonda sono dispositivi specializzati che collegano i pin dei chip con i moduli funzionali della macchina di prova e raggiungono i test automatici batch. Nelle fasi di verifica della progettazione e collaudo del prodotto finito, la macchina di prova deve essere utilizzata insieme alla macchina di selezione; Nel processo di ispezione del wafer, la macchina di prova deve essere utilizzata insieme alla stazione della sonda.

2,Difficoltà tecniche di chip testing apparecchiature:

◆L'industria dei circuiti integrati è un'industria high-tech ad alta intensità tecnologica e ad alta intensità di conoscenza che integra computer, automazione, comunicazione, test elettronici di precisione e tecnologie di microelettronica. Pertanto, le barriere tecniche per le apparecchiature di prova del circuito integrato sono relativamente alte.

(1) Macchina di prova

◆Man mano che l'applicazione dei circuiti integrati diventa sempre più diffusa, la domanda è in aumento e i requisiti per i costi di prova stanno diventando sempre più elevati, quindi i requisiti per la velocità di prova delle macchine di prova stanno diventando sempre più elevati (come il requisito per la velocità di risposta sorgente per raggiungere il livello dei microsecondi);

◆A causa del numero crescente di elementi di parametri del circuito integrato, come tensione, corrente, tempo, temperatura, resistenza, capacità, frequenza, larghezza dell'impulso, ciclo di lavoro, ecc., c'è una crescente domanda di moduli funzionali nelle macchine di prova;

◆In termini di stato, monitoraggio dei parametri di prova e analisi dei dati di qualità della produzione, combinati con l'applicazione dei big data, sono stati presentati requisiti elevati per l'archiviazione, la raccolta e l'analisi dei dati della macchina di prova.

◆I clienti hanno requisiti sempre più elevati per la precisione dei test di circuito integrato (microvolt, precisione del livello di microampere), come il requisito per la precisione di serraggio delle macchine di prova1% è stato aumentato allo 0,25% e l'accuratezza della misurazione del tempo è stata migliorata al livello dei microsecondi, con requisiti sempre più severi per l'accuratezza di prova della macchina di prova;

◆L'aumento delle categorie di prodotti a circuito integrato richiede che le apparecchiature di prova abbiano una piattaforma di sviluppo software universale, che faciliti lo sviluppo di applicazioni secondarie del cliente per soddisfare le esigenze di test di diversi prodotti; fornitori di apparecchiature di prova per apparecchiature;

(2) Macchina di smistamento

◆La diversità delle forme di imballaggio a circuito integrato richiede che le macchine di selezione abbiano la capacità di passare rapidamente tra le diverse forme di imballaggio dei circuiti integrati durante i test, formando così forti capacità di produzione flessibili e adattabilità;

◆A causa delle caratteristiche di miniaturizzazione e integrazione dei circuiti integrati, le macchine di selezione hanno elevati requisiti per la capacità automatizzata di controllo ripetitivo del posizionamento ad alta velocità e la precisione della misurazione della pressione e la precisione dell'errore è generalmente richiesta all'internogrado 0,01 mm;

◆L'operazione di automazione batch della selezionatrice richiede una forte stabilità operativa, comeI requisiti per UPH (numero di circuiti integrati trasportati all'ora) e Jam Rate sono molto elevati;

◆Il test integrato del circuito ha alcuni requisiti per l'ambiente di prova esterno, ad esempio, alcuni test del circuito integrato richiedono-La difficoltà tecnica della selezionatrice risiede nel modo di fornire l'ambiente di prova corrispondente in vari ambienti di prova della temperatura che vanno da 55 a 150 ℃, senza interferenze del campo magnetico e con molteplici ambienti di prova esterni di impilamento del campo.

(3) Stazione sonda

◆L'ispezione dei wafer richiede più serie di sistemi di misurazione e posizionamento di precisione visiva, nonché la capacità di calibrare visivamente e adattare più sistemi di coordinate insieme;

◆I requisiti di precisione per la stazione della sonda sono molto severi e la precisione di posizionamento ripetuta è richiesta per raggiungere0,001mm (micrometro);

◆La stazione sonda richiede un elevato livello di pulizia nell'ambiente di lavoro dell'apparecchiatura, oltre a realizzare operazioni completamente automatizzate senza quasi alcun intervento umano, richiede anche basse polveri nel meccanismo di trasmissione e funzioni speciali come la rimozione della polvere del flusso d'aria.

◆L'ispezione del wafer richiede un'elevata stabilità dell'apparecchiatura e ogni dispositivo di esecuzione deve essere controllato per ridondanza.entro 1 ppm (parti per milione);

3,Rapida crescita delle imprese nazionali di apparecchiature di prova

◆Come il cuore dell'industria dei semiconduttori, i chip a circuito integrato hanno sperimentato uno sviluppo rapido in quasi mezzo secolo. Società di circuiti integrati precociLa modalità IDM (Integrated Device Manufacturing) è la modalità principale, La modalità IDM, nota anche come modalità di integrazione verticale, si riferisce al produttore di IC (IDM) che progetta e vende chip finiti che sono stati elaborati, confezionati e testati da loro stessi. La catena di industria dei chip a circuito integrato sta iniziando a svilupparsi verso un modello specializzato di divisione verticale del lavoro.

◆Con la crescente maturità della tecnologia di elaborazione e il miglioramento continuo della standardizzazione, la catena di industria del circuito integrato sta iniziando a svilupparsi verso la divisione specializzata del lavoro, Chips indipendenti gradualmente formati

Design company(Fabless）、 Fonderia e Package&Testing House hanno formato un nuovo modello industriale - divisione verticale del lavoro.

Nella divisione verticale della modalità di lavoro, i test di progettazione, produzione e imballaggio sono separati in collegamenti indipendenti nella catena industriale del circuito integrato.

◆Secondo l'International Semiconductor Association, in termini di distribuzione globale della catena industriale,Nel 2015, i ricavi derivanti dalla progettazione di chip, dalla produzione di wafer e dai test di imballaggio hanno rappresentato circa il 27%, il 51% e il 22% dei ricavi complessivi di vendita della catena industriale. Allo stato attuale, anche se la maggior parte dei primi 20 produttori di semiconduttori nel mondo sono ancora produttori IDM, come Intel, Samsung, Toshiba, Texas Instruments, STMicroelectronics, ecc., a causa dell'aumento esponenziale dei costi di ricerca e sviluppo della tecnologia a semiconduttori e dei costi di investimento della linea di produzione di wafer negli ultimi anni, più produttori IDM hanno iniziato ad adottare il modello fab lite, che affida la produzione di wafer ai produttori a contratto, e persino diventa direttamente imprese indipendenti di progettazione di chip, come AMD, NXP, Renesas, ecc. La divisione verticale del lavoro è diventata la direzione di sviluppo del modello di business dell'industria dei semiconduttori.

4,I principali modelli di impresa nel settore dei chip a semiconduttore

◆L'espansione e il rafforzamento del settore dei circuiti integrati è diventato un leader strategico per la trasformazione delle industrie statali. Negli ultimi anni, il divario tra il livello di tecnologia del circuito integrato cinese e il livello internazionale si è continuamente ridotto e l'industria è entrata in una pista di sviluppo rapido. Ciò include principalmente società di progettazione di chip come Huawei HiSilicon e Ziguang Spreadtrum, produttori di fonderie di wafer rappresentati da SMIC e Shanghai Huahong, nonché aziende di imballaggio e test di chip guidate da Huatian Technology, Changdian Technology e Tongfu Microelectronics. Inoltre, include anche società di imballaggio e test di chip che adottanoModelli IDM come China Resources Microelectronics e Silan Microelectronics. L'ecosistema industriale completato ha le basi per ottenere la sostituzione delle importazioni di apparecchiature specializzate a circuito integrato e risolvere il grande divario di mercato in Cina. La catena dell'industria del chip del modello di divisione verticale del lavoro cinese è stata stabilita preliminarmente e l'upstream, midstream e downstream dell'industria sono stati collegati, dando origine a un gruppo di imprese locali rappresentative con forte forza.