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周樂
2025-05-13 23:40
22年間，將精度從5微米提升至1.3微米。肉眼不可及的細微差距，是一家企業(yè)從零起步躋身行業(yè)冠軍的創(chuàng)業(yè)之路，也是我國半導體設(shè)備產(chǎn)業(yè)從“跟跑”到“并跑”的創(chuàng)新之路。
“以客戶為中心、推動技術(shù)本土化、實現(xiàn)自主可控發(fā)展。這既是我們打破海外探針臺設(shè)備壟斷過程中積累的實戰(zhàn)經(jīng)驗，也是我們未來的長期發(fā)展路徑。”矽電股份董事會秘書、副總經(jīng)理楊波近期在接受記者采訪時表示。
以上市為新起點，矽電股份目標加快多條產(chǎn)品線的并行推進，打造具備完整晶圓制造測試能力的設(shè)備平臺，進一步助力國產(chǎn)半導體設(shè)備體系的完善。
隱形冠軍
想象在擠滿數(shù)萬人的足球場地上，精準地為場地上的每一個人畫定坐標，并且對他們完成一場體檢。這聽起來是項不可能完成的任務，但這就是矽電股份核心產(chǎn)品探針臺所要完成的工作。只是探針臺的作業(yè)環(huán)境是比足球場尺寸縮小數(shù)萬倍后的晶圓片上，探針臺所要檢測的“人”是尺寸在細胞級的芯片PAD點。
探針測試是半導體生產(chǎn)的必要環(huán)節(jié)，在晶圓成品進入封裝廠前，封裝廠要對晶圓片上數(shù)以萬計的裸芯片進行性能測試。探針臺的任務就是在最大直徑12英寸的晶圓面上，連接每一個裸芯片留下的邊長50微米左右的PAD點，通過探針接觸PAD點引入引出信號，實現(xiàn)對裸芯片設(shè)計參數(shù)的測試驗證。
全自動對針、全自動上下片……短暫的檢測時間后，一幅紅綠黃藍白五色相間的晶圓Map圖就會交到封裝廠的手上，一目了然的標注了每一顆裸芯片的質(zhì)量參數(shù)以及不合格品的記錄坐標，芯片廠商“按圖索驥”進行后續(xù)工序，既降低了封裝環(huán)節(jié)成本，也提升了成品芯片的穩(wěn)定性。
探針臺作為半導體三大核心測試設(shè)備之一，半導體制造工藝迭代以及產(chǎn)量提升，推動了這一細分市場規(guī)模逐漸走向百億級規(guī)模。2023年全球探針臺市場銷售規(guī)模已經(jīng)達到9.50億美元，十年內(nèi)年復合增長率8.67%。在中國市場，探針臺的增速則接近全球水平的三倍，從0.44億美元增長至3.27億美元，十年內(nèi)年復合增長率達22.28%。
然而，與很多其他半導體設(shè)備產(chǎn)品由海外企業(yè)以約九成市占率壟斷不同，目前海外設(shè)備廠商在中國大陸地區(qū)的市占率為約七成，剩余接近25%的市場份額基本由矽電股份(301629)成功攻占，是這一細分領(lǐng)域中實打?qū)嵉膰鴥?nèi)“隱形冠軍”。
目前，矽電股份的探針測試系列產(chǎn)品已應用于士蘭微、燕東微、華潤微電子、捷捷微電、比亞迪半導體、三安光電、華燦光電、乾照光電、聚燦光電等國內(nèi)領(lǐng)先的晶圓制造、封裝測試、光電器件、分立器件及傳感器生產(chǎn)廠商。公司探針測試核心技術(shù)水平已位居國內(nèi)領(lǐng)先地位，尤其是應用于分立器件芯片、光電芯片領(lǐng)域的探針臺核心技術(shù)指標已達到國際同類設(shè)備水平。
微米間的技術(shù)跨越
“半導體行業(yè)的高集中度與其高技術(shù)壁壘密切相關(guān)，以探針臺產(chǎn)品為例，12英寸晶圓探針臺的定位精度需控制在±1.5微米以內(nèi)，這對設(shè)備的精度要求是非常高的?！蔽姽煞荻聲貢?、副總經(jīng)理楊波表示，“唯有具有豐富的應用經(jīng)驗和技術(shù)先進性的產(chǎn)品才能實現(xiàn)商業(yè)化應用?！?/p>
自2003年創(chuàng)立，二十余年間，矽電股份逐步攻克了6英寸晶圓探針臺設(shè)備、8英寸晶圓探針臺及晶粒探針臺、全新一代12英寸晶圓探針臺PT-930，是中國大陸首家能夠研發(fā)、批量生產(chǎn)并交付12英寸探針臺的企業(yè)。
“公司探針臺從6英寸到12英寸，背后反映的不僅是公司在高精度結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣控制、軟件算法以及全流程可靠性方面的持續(xù)技術(shù)積累和突破，更是整體研發(fā)體系、生產(chǎn)工藝和客戶服務能力的躍升，標志著公司探針測試技術(shù)已躋身國際先進水平?！睏畈ǜ嬖V記者。
6英寸、8英寸、12英寸，是制造環(huán)節(jié)中晶圓片的尺寸大小，越大的晶圓片尺寸越有利于提高邊緣區(qū)域使用率，從而降低單位制造成本，且芯片微縮化已成為當下主流發(fā)展方向，比如：邏輯芯片的電路制程線寬最小已達3納米，MicroLED芯片尺寸已縮小至50微米以下。
“晶圓片越來越大，芯片越來越小”的半導體制造工藝升級的方向，對于全產(chǎn)業(yè)鏈而言都是必須要克服的難關(guān)，對探針臺行業(yè)而言也不意外。
一方面，晶圓尺寸擴大，不僅導致探針的移動行程更大，也意味著芯片密度更高、待測點更多，測試過程更復雜，對設(shè)備的機械精度、運動控制系統(tǒng)、平臺平整度、振動控制等各方面都提出了更高挑戰(zhàn)。
另一方，芯片集成度的提升，要求探針具備更高的操作精度。過去二十余年內(nèi)，矽電股份產(chǎn)品的探針精度由±5微米提升到±1.3微米，提升幅度超70%。雖然只是肉眼完全不能感受到的，數(shù)個μm之間的進步，但卻是國產(chǎn)半導體設(shè)備技術(shù)指標，完成從跟跑到追平世界龍頭的巨大跨越。
近年來，研發(fā)創(chuàng)新仍然是矽電股份的首要工作。招股說明書顯示，過去三年里矽電股份營收復合增長率達17%，而公司的研發(fā)費用投入年均復合增長率則高達21%。楊波透露，公司將持續(xù)加大在核心技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)投入，提升產(chǎn)品的自主可控能力。
自主可控大機遇
突破技術(shù)瓶頸只是打破海外壟斷的第一步。在半導體行業(yè)，客戶對探針臺設(shè)備的穩(wěn)定性、重復精度及長期可靠性要求極高，通常需要通過長周期的技術(shù)驗證和實機測試，才能納入晶圓廠的供應體系。
然而回顧矽電股份的創(chuàng)業(yè)之路，自其創(chuàng)立之初就與多家國內(nèi)半導體廠商建立了緊密的合作關(guān)系。公司自主研發(fā)并量產(chǎn)了6英寸晶圓探針臺設(shè)備之后，迅速銷往比亞迪半導體、華潤微、長電科技、燕東微、華微電子等國內(nèi)領(lǐng)先的半導體晶圓制造廠商。
“打破海外探針臺設(shè)備壟斷，我們所積累實戰(zhàn)經(jīng)驗歸納起來就是三點：堅持以客戶為中心、推動技術(shù)本土化以及自主可控發(fā)展。”楊波表示。
早在客戶開發(fā)新產(chǎn)品、規(guī)劃生產(chǎn)線的前期，矽電股份就已經(jīng)與客戶直接溝通以獲取需求信息，在多輪磨合之后量身定制滿足客戶需求的設(shè)備。上下游緊密協(xié)同、精益求精，不僅加快了各自產(chǎn)品研發(fā)迭代的速度，提升了相關(guān)產(chǎn)品性能與可靠性，更是我國半導體行業(yè)齊心協(xié)力共同打破海外壟斷的秘訣。
在全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈不斷重構(gòu)的當下，隨著國內(nèi)新晶圓廠項目的落地以及前端和后端對先進技術(shù)和解決方案的高需求的推動下，國內(nèi)對高端半導體設(shè)備的需求持續(xù)增長，供應鏈安全日漸成為國內(nèi)半導體廠商關(guān)注焦點。這一趨勢為以矽電股份為代表、堅持自主可控發(fā)展戰(zhàn)略的企業(yè)帶來持續(xù)機遇。
在探針臺領(lǐng)域，SEMI測算，2025年中國大陸探針臺市場規(guī)模將首次突破4億美元，達到4.59億美元。與此同時，國產(chǎn)替代的進程也不斷加速，中研普華產(chǎn)業(yè)研究院預計到2025年，中國半導體設(shè)備的整體國產(chǎn)化率有望達到50%，是兩年前的兩倍有余。
招股書顯示，矽電股份首發(fā)上市募集的資金，一方面投向高端探針臺產(chǎn)能擴展，一方面投向研發(fā)中心建設(shè)項目，還將用于全球營銷網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以構(gòu)建“技術(shù)-產(chǎn)能-生態(tài)”協(xié)同優(yōu)勢。
楊波表示，公司未來將圍繞“高精度、高自動化、高兼容性”的產(chǎn)品方向，加快多條產(chǎn)品線的并行推進，打造具備完整晶圓制造測試能力的設(shè)備平臺，進一步助力國產(chǎn)半導體設(shè)備體系的完善。同時加速攻堅高端檢測技術(shù)壁壘，掌握更多核心技術(shù)，筑牢產(chǎn)業(yè)競爭護城河。
