后道检测设备（测试台、探针台和分选机）发展方向及市场规模及分析

——后道检测工艺涉及到的检测设备主要有测试台、探针台和分选机。其中测试台与探针台组合运用于CP测试。因为此时的晶圆尚未进行产品封装，晶圆上集成着众多微小尺寸的待测芯片，需要通过探针台与晶圆芯片进行精确接触，以连通待测芯片与测试台之间的电路。而FT测试使用的设备主要有测试台和分选机。因为此时的芯片经历了封装环节，每个芯片上均有引脚可以与分选机上的“金手指”相连接。

后道检测设备全景图

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1、测试台：芯片功能与性能的检测设备

测试台是检测芯片功能和性能的专用设备。测试时，测试台对待测芯片施加输入信号，得到输出信号与预期值进行比较，判断芯片的电性性能和产品功能的有效性。在CP、FT检测环节内，测试台会分别将结果传输给探针台和分选机。当探针台接收到测试结果后，会进行喷墨操作以标记出晶圆上有缺损的芯片；而当分选器接收到来自测试台的结果后，则会对芯片进行取舍和分类。

测试台的内部具有各种不同类型的测试功能电路板，它能对集成电路进行直流参数、交流参数和芯片功能测试。

直流参数测试（DC）是对电路的电学参数进行测量，主要考虑的是芯片每个引脚的测试效率和测试的准确度。该参数测试以电压或者电流的形式验证高低电平的电压、功耗、驱动能力和噪声干扰等电气参数。常用的方法有施加电压测量电流（IFVM）或施加电流测量电压（VFIM）。

交流参数测试（AC）是对电路工作时的时间关系进行测量，它最看重的是最大测试速率和重复性能，其次是准确度。该参数测试以时间为单位验证相关芯片电路的建立时间、保持时间、上升时间、下降时间以及传输延迟时间等参数。

芯片功能测试用来验证芯片是否能够实现设计的既定功能。所施加的激励信号以一定方式在电路中传输，确保能够对电路内部的所有部分都进行验证，以测试电路的所有部分是否都正常工作。功能测试的基本方法是，www.leadingir.com用一组有序的组合测试图形作用于待测器件，比较电路的输出与预期数据是否相同，以此判别该电路的功能是否正常。

测试台随着半导体工艺的发展，其检测的产品更加复杂、检测速度也在逐渐提高。从上世纪60年起，测试台已经从最初的针对简单、低芯片引脚数的低速测试系统逐步发展到适用于超大规模、复杂结构集成电路的高速测试系统。

测试台发展历史

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可以预见高测试速率、强通用性将会成为未来测试台发展的方向。提高检测速率可以使得测试台在单位时间内测试更多的芯片，如此便会降低单个芯片上所负担的生产成本。传统的检测台是面向分立器件、存储器、数字电路等特定类型的半导体产品，如今随着集成电路种类界限愈发模糊，柔性检测方式因其通用式的检测方法可以为下游半导体检测厂商极大的节省成本并缩短检测时间，故而通用性强的全自动检测设备已经成为未来各大生产厂商的主攻方向。

2、探针台：运用于CP环节晶粒与测试台的连接

探针台用于晶圆加工之后、封装工艺之前的CP测试环节，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。探针台的工作流程为，首先通过载片台将晶圆移动到晶圆相机下，通过晶圆相机拍摄晶圆图像，从而确定晶圆的坐标位置；再将探针相机移动到探针卡下面，从而确定探针头的坐标位置；得到两者的位置关系后，即可将晶圆移动到探针卡下面，通过载片台垂直方向运动实现对针功能。探针台是晶圆后道测试的高精密装备，其技术壁垒主要体现在系统的精准定位、微米级运动以及高准确率通信等关键参数。

探针台的发展历史可以追溯到上世纪60年代，经历了多年的技术耕耘，该行业如今主要为东京精密（Accretech）、东京电子（TokyoElectron Ltd）与伊智（Electroglas）三家公司所垄断。虽然国内厂商近几年奋起直追，但是在设备的关键技术方面仍与国外先进厂商存在较大的差距，未来国产设备公司将会有很大的增长空间。

国内外先进厂商探针台对比

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未来探针台发展方向：增加测试标的&较少晶圆测试损伤

测试品种增多。早期的探针台主要针对一些分立器件进行测试，测试精度要求不是很高。随着信息化技术的发展其产品测试已经扩展到SOC等领域，预期在未来工艺的推动下，会有针对更加先进产品的探针台不断问世。

微变形接触技术。晶圆是高价值产品，所以在操作过程中尽量避免出现任何损坏晶圆的可能性。伊智公司推出“MircoTouch”微接触技术，它减少了晶圆测试时的接触破坏，并且实现了对垂直升降系统的精准控制，大大降低了探针接触晶圆时的冲击力，同时也提高了测试过程中探针的精确度。

非接触测量技术。（立鼎产业研究网）随着电磁波理论和RFID（射频识别）技术的成熟，非接触式测试将会因为更低的晶圆测试损伤、更短的测试时间以及更少的产品成本等优点，将会是行业未来发展的方向。目前，意法半导体公司已经提出非接触式EMWS技术，在此方法下的每个硅片内含天线，探针台通过电磁波与其通信，如此便可以消除在标准测试过程中偶然发生的测试盘被损事件。

3、分选机：根据测试结果对产品进行筛选与分类

集成电路分选设备应用于芯片封装之后的FT测试环节，它是提供芯片筛选、分类功能的后道测试设备。分选机负责将输入的芯片按照系统设计的取放方式运输到测试模块完成电路压测，在此步骤内分选机依据测试结果对电路进行取舍和分类。分选机按照系统结构可以分为三大类别，即重力式（Gravity）分选机、转塔式（Turret）分选机、平移拾取和放置式（Pick and Place）分选机。

重力式分选机以半导体器件自身的重力和外部的压缩空气作为器件运动的驱动力，器件自上而下沿着分选机的轨道运动，在半导体运动的同时分选机的各部件会完成整个测试过程。该类分选机的优点是设备结构简单，易于维护和操作；生产性能稳定，故障率低。缺点是因为器件由重力驱动，所以设备的每小时产量相对较低；而且该种类分选机的硬件结构也导致了设备不能支持体积比较小的产品和球栅阵列封装等特殊封装类型产品的测试。

转塔式分选机是以直驱电机为中心，各工位模块在旁协调运行的测试机。芯片通过转塔式分选机主转盘的转动，一步一步的被各个工位测试，直到芯片完成所有的测试。转塔式分选机的优点是设备的每小时产量比较高，当前市场上速度最快的设备每小时可以完成5万枚芯片的测试。而此类分选机最大的缺点来源于其旋转式传动所造成的离心作用力，使得该类设备不能应用于重量较重、外形尺寸较大的产品。

平移拾取和放置式分选机以真空方式吸取半导体，依靠传动臂的水平方向移动来完成产品在测试工位之间的传递，进而完成整个测试流程。该类设备优点是结构相对简单；可靠性高；对重量较重和外形较大的产品尤为合适。缺点是该类分选机的每小时产品比较低，对于体积较小的产品操作性能不佳。

重力式、转塔式、平移式分选机性能比较

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在分选机市场，国外先进厂商凭借几十年设备研发的先动优势以及技术沉淀，已经形成了对该市场的绝对垄断，其产品性能可以很好的满足下游厂商对设备的需求。而国产设备经过多年的潜心研发，已经取得了很大的技术进步，未来将在设备的每小时产能、适用的芯片封装种类、换测时间以及系统的稳定性等方面取得重要的成果。

国内外先进厂商分选机性能比较

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未来分选设备正朝着高速率、稳定性强、柔性化测试等方向发展。分选机的单位产能低和换测时间长意味着厂商在同样的时间内，只能测试数量较少的芯片，这样无疑会降低公司的竞争能力，为此，各家设备厂商会着重于提升分选机的测试能力，提高测试速率；而当分选机高批量进行自动化的作业方式时会对系统的稳定性提出更高的要求，会要求设备具有较低的故障率；此外，集成电路未来封装形式的多样性会要求分选机具备在不同的封装形式下快速切换测试模式的能力，从而形成更强的柔性化生产能力。

——受下游半导体产品市场增长的影响，2017、2018年半导体后道检测设备市场同样迎来新的增长。按照历史平均数据，后道检测设备市场投资额与半导体设备总体投资额的比值约为9%，据此估计2017年该设备的市场规模为50.96亿美元，2018年该市场规模预计将扩大到56.46亿美元，同比增长10.79%。

测设台是后道检测中最为重要的设备，始终占据着后道检测设备市场60%以上的投资比例。2017年全球测试台销量达到33.5亿美元，同比增长19.64%，占后道设备总投资比值为66%; 2018年测试台销量将维持高速增长趋势，达到42亿美元，同比增长25.37%，投资占比值上升至78%。在测试台细分领域内，由于SG通信，AI，物联网，数字货币等产业兴起将推动SoC测试台2018年的销售额达到28亿美元，同比增长16.67%；而高容、高速存储器的强劲需求将拉动存储器测试台销量出现大幅增长，预计2018年销售额将到达8.5亿美元，同比增长30.77%。

后道测试设备市场规模（单位：亿美元）

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测试台市场规模（单位：亿美元）

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后道检测设备市场呈现寡头垄断的局面，这是因为后道检测设备具有较高的技术壁垒，设备的核心技术均掌握在少数几个西方国家的厂商手中。其中，爱德万与泰瑞达两家公司以超过90%的市场份额垄断测试台市场；在探针台领域内，东京精密一家公司的市占率已经达到了60%；同样的在分选机市场内，爱德万、科休、爱普生三家公司的市场份额已经超过了60%。