深圳矽电：芯片的“体检医生”

芯片是智能制造的“大脑”。如何保证其正常运转？产前“体检”必不可少。半导体检测设备作为芯片生产过程中的重要工具，就犹如芯片的“体检医生”，在芯片的生产阶段，会对产品的技术参数进行逐一检查，只有成功通过测试的产品型号方可量产。

↑图为矽电公司的核心技术、拥有自主知识产权的探针台。本报记者杨阳腾摄

矽电半导体设备（深圳）股份有限公司作为我国最早研发、规模最大的探针台生产企业，多年来始终坚持自主创新，致力于推动高精密半导体设备的国产化发展，如今已研发出一系列达到国际前沿技术标准的全自动测试探针台，多项核心技术填补了国内相关领域技术空白，并已发展成为国内唯一能与国际市场同业竞争的企业。

技术创新为核心

“技术创新是公司发展的核心所在。行业不会死，只会不断变化。因此，只有不断投入技术研发与创新，紧跟技术迭代与行业发展，才能在行业中立稳脚跟。”据矽电公司总经理王胜利介绍，矽电公司自2003年成立以来，就以晶圆片探针台为技术突破，在6英寸晶圆片半自动探针测试台项目的研发（PT-301)上突破产业链关键环节，实现了产业化推广，荣获2009-2010年度深圳市龙岗区科技创新奖。

↑图为矽电公司研发人员正对各类芯片进行技术指标测试。本报记者杨阳腾摄

2008年，矽电公司成为深圳市龙岗区首批通过国家高新技术企业认定的企业。2014年，矽电公司自主研发的8英寸全自动测试探针台（PT-303），作为当年深圳市技术攻关项目，填补了深圳市产业空白；2019年又推出了12英寸新一代高精密全自动探针台（PT-930），其综合性能已基本达到日本东京精密UF3000和东京电子P12的同等水平，荣获首届深圳市专精特新企业创新创业大赛企业组二等奖。

走进矽电公司的研发部门，研发人员们正忙于对各类芯片进行技术指标测试及对检测设备进行调试。王胜利告诉记者，“我们的核心技术是探针测试技术，简单来说是一种测试方法。单一晶粒的尺寸都非常小，其测量接触面直径一般只有50微米，相当于头发丝断面的三分之二大小，因此测试都必须在显微镜下完成。在电路测试中我们一方面要通过检测设备给电路输送信号，另一方面要把信号接出来。这其中就需要探针精准的对接每一个测量触点。”

探针台则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。王胜利解释称，在半导体器件与集成电路制造工艺中，从单晶硅棒的制取到最终器件制造的完成需经过复杂的工序，粗略地划分可分为前道工序与后道工序，而探针台正好是前后道工序之间用于对半导体器件芯片的电参数或光参数特性进行测试的关键设备，它可以将参数特性不符合要求的芯片记录下来，便于在后道工序前及时将其剔除，这样就有效地提高了后道生产的成品率，降低器件的制造成本。

而在芯片检测时，一般需要同时对多个测量触点进行检测，这对探针台运动控制系统的精度与协同性提出了极高要求。王胜利以自主研发的定位精度协同控制技术为例解释称，系统在机械、控制、软件三个方面实现闭环定位精度协同控制，同时在各环节又各有控制闭环，可以实现将整个设备的精度误差解耦到机械、控制、软件三个环节，三个环节相互协同达到最佳的系统性能。经过多年实践，矽电公司的设备定位精度可达2微米。

在着力技术创新与突破的同时，“公司从成立之日起，就认识到人才的培养和稳定是企业创新的核心力量。”王胜利表示，目前，公司核心技术团队已有10多人在公司服务超过10年以上，拥有丰富的行业经验，保障了创新的基础。同时，矽电公司每年从各高校广纳研发技术人才，保证公司始终有新思维不断投入研发团队，这成为公司始终保持高标准的发展步伐的重要保障。

美国与英特尔和台积电等讨论美国建厂 以降低对亚洲芯片依赖

据道琼斯报道，特朗普政府正与英特尔、台积电等芯片商讨论在美国建厂事宜，以降低对从亚洲进口的依赖。 道琼斯援引《华尔街日报》看到的信件及知情人士的话报道称，一些官员也有兴趣帮助三星电子扩大在美国的高级芯片生产业务。这家韩国公司已经在德克萨斯州

“一直以来，公司的各项资源都会优先保障技术研发，我们每年研发投入占总营收的9%左右。”王胜利表示，经过多年发展，矽电公司已逐渐掌握了包括高精度快响应大行程精密步进技术、定位精度协同控制、探针卡自动对针技术、晶圆自动上下片技术、基于智能算法的机器视觉、电磁兼容性设计技术等多项探针台设备研发的核心技术。同时，矽电公司可根据温控、高压、磁场及辐射等不同的环境需求，提供芯片检测一条龙解决方案。截至2019年底，公司已取得国内外授权专利111项、软件著作权36项。

国产化进程加速

探针台属于半导体设备领域的高精尖设备，是集成电路产业发展的核心专用设备，行业技术壁垒较高，在设备的精度、可靠性、视觉智能多系统拟合、测试工艺均有非常严苛的要求，是对生产厂商在工艺、技术、生产流程等方面的综合考验。国外及中国台湾地区探针台产业发展起步时间较早，凭借多年的技术积累和资本投入已经形成高精密晶圆测试装备工业体系，具有明显的竞争优势，并构筑了较高的行业壁垒。

↑图为矽电公司技术人员在对各类芯片检测设备进行调试。本报记者杨阳腾摄

推进探针台设备实现国产化替代是矽电公司一直以来的发展目标。“这个行业中竞争对手虽然不多，但是很多人不愿意做，因为这个东西太费劲。只有坚持不懈地潜心钻研，才能出成果。”王胜利坦言，“2002年，我与另外3位合伙人启动了晶圆测试探针台的研发。原本看似简单的东西，在进入研发后才发现其中所涉及的细节与技术太多了。很多次都差点坚持不下来。”

“深圳有个好处，就是行业包容度很高。”王胜利指出，“2003年，我们第一款设备做出来了。由于精度不够，很难卖出去。当时我们找到了深圳一家大型制造业企业，他们对探针台的精度要求不那么高，正好我们生产的设备对方能用。于是，我们决定便宜卖给这家企业。后来我们的技术进步了，精度提高了，我们还对这台已经卖出去的机器进行了以旧换新。这件事为我们后续发展给予了极大的鼓舞。”

得益于不断的开拓创新，矽电公司已成长为目前国内少数具备批量设计及生产各种规格探针台、晶粒及晶圆表面检查设备、晶粒拾取及挑选系统等晶粒级处理设备的企业。在半导体领域，矽电公司相继推出了PT-3XX系列、PT-5XX系列及PT-9XX系列等对应不同集成电路领域的探针台产品；在LED领域，矽电公司自行研发的倒装芯片全自动探针台、正装芯片全自动探针台以及全自动抽测探针台组成了对应光电半导体产品的L-XXX系列探针台产品家族。同时，矽电公司也因应市场需求，及时推出了VCSEL芯片探针测试系统及VCSEL模组测试系统、垂直红外光电芯片测试机、LED外延片荧光检测机光刻机GK-15及全自动晶圆镜检机E60等产品，丰富了公司的产品线。

“半导体领域产业链条实际上非常长，每一个点都值得我们学习钻研一辈子，都可以很好的支撑企业发展。”王胜利认为，综观探针台产业的发展趋势，美国、日本的探针台企业在技术、人才、资金方面仍具有较大优势，但绝对优势已有所松动。随着半导体产业向中国转移，以及国家和地方政府一系列推动集成电路装备制造业扶持政策的出台，中国在集成电路产业的后发优势将逐渐凸显。

“虽然矽电公司在探针台的国产化发展上取得相当的突破，并逐渐被市场认可，但是相较国际探针台发展现状，仍具有广阔的增长空间。”王胜利表示，随着晶圆从6英寸到8英寸再到目前的12英寸的发展，探针台也经历了从手动、半自动到全自动的发展历程。在此过程中，涉及到晶圆尺寸、精度、分辨率以及测试原理等维度的提高，未来的探针台势必沿着测试品种多、微变形接触技术、非接触测量技术等方向发展。矽电公司也一直在相关领域进行技术储备，以期应对不断变换的市场需求。（经济日报记者 杨阳腾）

来源：经济日报新闻客户端