2021年全球探针卡产业现状及格局分析,MEMS探针卡规模占比超六成「图」-不锈钢3D打印工厂

2021年全球探针卡产业现状及格局分析,MEMS探针卡规模占比超六成「图」-不锈钢3D打印工厂插图

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一、探针台产业概述

在集成电路的测试中,探针卡在接触晶圆表面的金属焊盘方面起着至关重要的作用。IC由大型机(称为测试仪)进行测试,该大型机将一系列电信号发送到每个IC。在测试期间,探针卡和IC由另一台称为探针器的机器固定。探针可以描述为测试仪的“臂”,它完成了移动和对齐探针卡和IC的机械工作。

1、应用

晶圆测试时,被测对象安置于探针台之上,然后用探针卡上的探针与芯片上的焊垫或凸块直接接触,将测试机(Atomic Test Equipment, ATE)产生的信号施加于被测器件之上并将被测器件中的反馈信号传输回ATE,从而完成整个测试。

探针卡的应用场景

2021年全球探针卡产业现状及格局分析,MEMS探针卡规模占比超六成「图」

资料来源:Micronics Japan,华经产业研究院整理

2、分类状况

目前市场上较为主流的探针卡为悬臂式和垂直式(按照结构分类,其中,微弹簧式和微机电式探针卡是使用特殊探针头的垂直式探针卡),其中悬臂式主要用于LCD Driver、低端的SoC和电源芯片等的测试,由于其工艺及技术门槛相对较低,市场竞争较为激烈,产品价值量已被压得较低。而垂直式探针卡的平整度及精密度则相对更高,是目前高端SoC测试的主流选择。

探针台分类状况

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资料来源:公开资料整理

二、探针卡技术背景

就探针卡整体交货时间对比而言,悬臂探针卡整体技术要求较低,交货时间约在2-3周左右,垂直探针卡约在4-6周,随着半导体精密度提升其对相应的测试设备及耗材提出更高的要求,传统的弹簧探针存在精密度低、产量低、寿命短等问题,而采用 MEMS 技术生产的探针可以有效解决上述问题。MEMS 工艺探针需要使用光刻技术进行加工,经过涂胶、光刻、沉积等一系列流程之后得到成品,具备较高的技术门槛,交货周期则在6-8周左右。

细分类型探针卡交货期对比

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资料来源:公开资料整理

二、探针台产业链

1、产业链地位

探针产品种类较多,按下游应用领域划分为晶圆领域测试探针、芯片后道封装测试探针、基板测试探针等。其中晶圆领域测试探针主要为探针卡,该领域在测试耗材中市场规模较大,集中度高,且核心供应商均为外国企业;探针卡作为探针台的关键耗材,是整体探针台主要市场份额占比。随着半导体产业持续扩张,探针卡作为高耗材将受益快速扩张。

2020年半导体测试各环节市场份额占比

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资料来源:SEMI,华峰测控招股书,华经产业研究院整理

2、下游应用

探针卡板应用于晶圆切割前的功能测试,通过测试检验晶圆制造的良率,筛选出有问题的Die(裸片),减少封测成本。在晶圆测试中,当die的间距较小时,需要用中介板(interposer PCB)放置在探针头和探针卡板中间起信号转换作用,通过中介板可逐层将间距放大。

探针卡下游应用领域占比情况

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资料来源:公开资料整理

就全球DRAM市场规模变动而言,受下游智能手机和服务器等消费电子不断扩容、IoT为代表的消费升级以及大数据云计算技术不断突破的背景下,存储器市场快速发展,同时因为硅价原材料高涨带动价格上升,产业表现为明显的量价齐升趋势,数据显示,2021年全球DRAM市场规模达949亿美元,同比2020年增长41.6%。

2016-2021年全球DRAM市场规模及增长率

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资料来源:Statista,TrendForce,华经产业研究院整理

四.探针卡产业现状

1、市场规模

半导体封测产业持续发展带动探针卡需求持续增长。根据数据,全球探针卡市场空间由2014年的12.5亿元增长至2017年的14.2亿元,年复合增长率为4.3%。随着产业持续扩张,市场规模在 2021 年达到 23.68 亿美元,同比增长 7.34%,预计 2022 年达到 26.08亿美元。其中 MEMES 探针卡占据主导地位,2020 年市场规模约为 14.51 亿美元。

2017-2022年全球探针卡市场规模及预测

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资料来源:VLSI,华经产业研究院整理

相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国自动探针台行业发展前景及投资战略咨询报告》;

2、市场结构

就全球探针卡产品结构而言,与传统的弹簧探针相比具有精密度高、产量高、寿命长、一致性好的特点,基于上述优点,MEMS 工艺晶圆测试探针广泛应用于全球高端晶圆测试(CP测试),数据显示,目前MEMS探针卡市场份额占比最高,达6成左右,垂直探针卡和悬臂探针卡分别占比20%和18%左右。

全球半导体探针卡产品市场结构占比

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资料来源:华经产业研究院整理

3、国产化现状

高端探针领域亟待突破,替代空间巨大。随着芯片制程越来越小,晶圆代工工艺越来越先进,测试技术也不断提高。探针作为测试阶段的耗材,也应具有精密度高、产量高、寿命长、一致性好的特点,才能满足要求。测试探针高端领域一直被国外所垄断,根据数据,2020年中国探针卡消费市场占全球12.5%,但国内供应商全球所占份额只有1.1%,

2020年中国大陆探针卡市场供给消费占比

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资料来源:VLSI,华经产业研究院整理

五、探针卡竞争格局

1、市场集中度

CP 探针国产化程度低,国产替代亟需突破。由于国外厂商进入 MEMS 工艺晶圆测试探针市场较早,全球晶圆探针卡市场中绝大多数份额被 Form Factor、MJC、TechnoProbe 等国外企业占领,而鲜见国内企业参与全球竞争。近年来,国内封装测试领域展现了良好的发展趋势,长电科技、华天科技、通富微电已进入全球封装测试企业前十强,但在中美贸易摩擦的背景下,半导体芯片测试领域的关键零部件仍然亟需打破国外垄断。

2020年全球探针卡主要企业销售收入情况

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资料来源:VLSI,华经产业研究院整理

2、和林微纳

和林微纳国内少数具备生产高端芯片探针产品并具有设计、研发、制造与销售能力的专业厂商之一,2021年英伟达是探针领域主要客户,并已对高通、博通小批量出货。目前和林微纳的半导体芯片测试探针产品已经实现在泰瑞达以及爱得万等主流半导体检测设备中的应用,客户包括有英伟达、安靠、高通、博通和林微纳等著名半导体厂商,是国内同行业中竞争力较强的企业之一。产能而言,2021年一季度和林微纳产能为200万根探针/月,二季度250万根/月,2021三季度产能已达300万件。

2021年和林微纳探针产能变动情况

2021年全球探针卡产业现状及格局分析,MEMS探针卡规模占比超六成「图」

资料来源:公司公报,华经产业研究院整理

六、探针卡发展趋势

随着终端电子产品向轻量化、小体积和薄型化发展,基板逐渐向高密度、高集成、细线路、小孔径、大容量、轻薄化的方向发展,技术含量和复杂程度不断提高,从而使基板线宽、电极间距朝着更加细小的方向发展,因此对基板的品质和工艺提出更高要求,从而也对基板测试探针提出了更加细小、更加寿命长,更加高效的要求。与此同时,移动智能终端等新兴消费电子产品市场需求呈现较快增长,从而有效推动了基板行业的发展,而下游需求增长将是探针领域快速发展关键基础。

华经产业研究院对中国探针行业发展现状、市场供需情况等进行了详细分析,对行业上下游产业链、企业竞争格局等进行了深入剖析,最大限度地降低企业投资风险与经营成本,提高企业竞争力;并运用多种数据分析技术,对行业发展趋势进行预测,以便企业能及时抢占市场先机;更多详细内容,请关注华经产业研究院出版的《2022-2027年中国探针台行业发展监测及投资战略规划研究报告》。

✅大唐盛世是一站式金属3D打印服务平台,长年专注于金属3D打印的设计、定制加工、小批量生产及后工序处理,拥有多年精密零件金属3D打印成型经验,旗下的大型金属3D打印生产基地位于东莞大朗镇光辉高新产业园,上万平米的打印生产制造车间,50多台高精度金属3D打印设备,CNC加工中心、4轴加工中心、5轴加工中心、三轴加工中心、铣床、数控车床、三坐标、精雕机、电火花机、钻攻机等配套设备上百台,擅长小公差、复杂结构原型、高精密度的金属零件小批量生产。为新老用户提供钛合金3D打印、铝合金3D打印、不锈钢3D打印、模具钢3D打印等近百种金属3D打印加工服务及综合解决方案。通过我们3D打印加工的产品被广泛应用于机械、医疗、通讯、电子、电器、汽车、航空航天等各行各业。公司自成立以来始终坚持:为客户提供满意的产品和服务的基本质量方针,严格执行ISO9001质量管理体系,加强6S质量体系的内部实施,并且通过全体员工的共同努力,让每一位客户对我们的服务及产品质量都表示满意。金属3D打印定制就到大唐盛世!

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