半導體測試治具，探針卡公司，穎崴(6515.TW)

來簡單理解一下，半導體測試治具，探針卡公司，穎崴。

穎崴，主要從事半導體測試治具(Test Socket)、探針卡(Probe Card)及接觸電性元件(Contact Element)之設計、開發、生產製造及銷售，主要客戶為國際半導體大廠、IC 設計大廠、IC 測試大廠，致力於開發半導體高階測試介面，並依照客戶不同測試需求，客製最佳化解決方案。 從晶圓測試（CP）、最終測試（FT）、系統測試（SLT），老化測試（Burn-in）及溫控系統（Thermal Control System）及接觸元件(Contact Element)等，提供高速、高頻、 廣溫域的測試介面。

公司產品應用領域有如：網通、手機通訊無線影像傳送、CPU、GPU、APU、NPU、車用電子。以下是公司產品:

A.測試治具(Test Socket)及接觸電性元件(Contact Element)：

在半導體製程中，一個待測物(Device)經過了晶圓製程、封裝製程之後 Device 就算製作完成。完成製作的 Device 是需要被測試後才能確定性能是否正常。而穎崴的產品就是提供測試時所需要的硬體介面，我們稱之為測試治具(Test Socket)。 Test Socket 的功能是 Device 與測試板之間的一個介面，結構中含有重要的接觸電性元件(Contact Element)：Spring Probe，Spring Probe 的作用是提供 Device 和測試板(Test Board)的訊號傳遞。除了依據封裝的形式分類之外，Test Socket 主要架構可依照應用區分成兩件式、三件式及四件式，並搭配特殊的產品架構滿足客戶需求。 除了 Test Socket，為了配合手測或偵錯(Debug)的需要，客戶也會有手測蓋(Lid)的需求。Lid 的設計會依據 Device 的大小、熱量、封裝型態有所不一樣，目前可支撐高達 1000W 的散熱需求。 

Device 在測試的過程中又有分 Chip Probing、Final Test、Bench Test 及 Burnin Test 幾種大類。 

Chip Probing 也稱為 Wafer sort，屬於晶圓測試的範疇，可以根據測試需求進行 KGD(Known Good Die)的篩選，降低後續封裝的成本。 

Final Test 又稱為 ATE (Automatic Test Equipment)。利用 ATE 的機台測試封裝後的 IC，測試大約 60%的 function，多組 function 可同時測試，測試時間非常快速。

Bench Test 又稱為 SLT (System Level Test)。主要是 Device 上板前的測試，在這階段的測試大部分都是使用手動測試。測試項目為所有的產品在使用時的 function， 如繪圖晶片就是測試顯示畫面是否正確。 

Burn-in Test：在高溫環境中進行長時間的可靠度測試，比較常見的測試條件是 125 度測試 1000 小時及高溫高濕環境，通常用在第一批嘗試生產的 Device 上，確認晶片是否有早夭的狀況。

(1)Coaxial socket(同軸測試治具)

隨著半導體晶片的性能不斷地提升，需要更高速的數位訊號(Digital Signal)測試方案來對應，同軸治具演化成關鍵的測試解決方案，如SerDes 112G PAM4。穎崴獨立開發的同軸測試治具擁有獨特的設計結構(金屬直通孔設計 和絕緣材料等專利特徵設計)，除了在高速測試時可提供更精準的阻抗匹配， 且藉由全金屬housing共地的設計，可降低訊號與訊號之間的干擾，提供良好的訊號傳輸品質。此同軸結構可同時應用在FT、SLT、PoP封裝及晶圓測試卡 上，其適用間距由P0.35~P1.27mm。 

金屬同軸測試治具的主要功能為利用金屬材質的屏蔽作用加上阻抗可調，以達到降低數位訊號間串擾目的。此阻抗可調的特徵與穎崴射頻測試治具有設計本質上的差異。另外，由於金屬材質的機械強度高，可以大幅減少先前使用之塑膠工件在相同測試條件下因彈簧針的反力所造成的結構翹曲。 

A. Pitch: 0.35~1.27mm 

B. 測試速度: Up to 112Gbps之數位訊號 

C. 串擾: <-60dB@ Testing Band width 

D. 插損/回損: <-1dB / <-10dB @ Testing Band Width 

同軸測試治具可應用於超高速數位訊號處理IC，為高速運算/AI人工智慧最佳測試方案。搭配於客戶實驗室環境進行前期IC full speed全速測試，用於確認IC功能是否達設計標準，後續可接續應用於量產測試(ATE/SLT)中並搭載高低溫壓頭進行測試。

(2)RF socket(射頻測試治具)

穎崴射頻測試治具搭配特定的接觸元件，藉由豐富的測試經驗和卓越的設計能力，能提供即時性的客制化設計方案，輔以快速交付及最佳性價比， 根據客戶射頻訊號 (RF Signal) 測試條件進行阻抗匹配優化 (Impedance Optimization)，目前市場上可應用的頻域(Frequency Domain)最高測試需求可達80GHz，已被許多一級客戶廣泛地應用於手機、雷達等IC之測試需求上。 

應用於RF射頻相關IC測試需求，藉由搭配特定的接觸元件與特定頻段之阻抗優化，及豐富的測試經驗和卓越的設計能力，能提供即時性的客制化設計方案，彈性依照客戶測試條件進行阻抗優化(Impedance Optimization) 及配合低損耗材料於整體架構中，為兼具成本及性能的解決方案。 

A. Pitch: 0.15~1.27mm

B. 測試頻率: Up to 80GHz之射頻類比訊號 

C. 插損/回損: <-1dB / <-10dB @ Testing Band width 

D. 可搭配AIP(Antenna In Package)進行OTA(Over The Air)量產測試環境 

E. 低損耗材料設計搭配，有效降低訊號輻射損耗

RF測試治具主要應用於RF射頻頻段傳輸之IC，可搭配於客戶實驗室環境進行前期IC射頻訊號測試，用於確認IC功能是否達設計標準，後續可接續應用於量產測試(ATE/SLT)中並搭載高低溫壓頭進行測試。此外，針對近年來熱門的mmWave應用，為了達到更高的傳輸效率，天線封裝AIP (Antenna in Package) IC 相應而生，因其封裝特性需要搭配OTA(Over The Air)測試，所謂 OTA係針對待測物以無線的方式進行傳輸測試，以此確認實際傳輸時的使用狀況。使用標準天線對待測物發射電磁波，藉此量測待測物天線的接收效率及輻射場形分佈狀況。因此在治具設計上需要整合訊號輻射的影響，進而採用低損耗材料及對應的機構設計。

(3)Burn-in socket(老化測試治具) 

老化測試座系列適用於業界標準的MCC LC-2、MCC HPB-5x & ESPEC等主流老化測試爐，並能提供專屬機台的客製化設計，藉由卓越的設計能力開發出應用於自動測試機台的老化測試治具。 

技術上擁有領先業界的電性SI、PI、熱傳導、熱對流、結構應力、應變等仿真能力，能提供客戶最完善、最可靠的測試方案及前期評估結果，且能滿足H/LTOL、HAST、THB等可靠度測試項目。 

適用於業界標準的MCC LC-2、MCC HPB-5x & ESPEC等主流老化測試爐，並能提供專屬的客製化服務，藉由卓越的設計能力搭配優越加工能力， 提供超越目前市場競爭者的方案。因應高速運算應用於自駕車的未來潮流， 搭配廠內許多特殊製程技術的優勢，提供客戶最高階及完整的老化測試方案。 

A. Pitch: 0.3~1.27mm 

B. 測試速度: Up to 112Gbps之數位訊號 

C. 測試頻率: Up to 80GHz之類比訊號 

D. 最高散熱瓦數: 800W 

E. 串擾: <-60dB@ Testing Band width 

F. 插損/回損: <-1dB / <-10dB @ Testing Band width 

G. 自行開發智慧老化溫控系統

應用於業界標準的MCC LC-2、MCC HPB-5x & ESPEC等主流老化測試 爐，其中提供高溫125度，高濕85%測試環境，老化治具的設計需要能快速消 散IC測試時所產生的高溫，並且需能於極端測試環境中穩定使用超過 500-1000小時。由於高速運算需求，IC的發熱量逐年提高，現有老化測試機台已逐漸見到技術瓶頸，因此穎崴亦提供可應用於客端SLT環境下，可搭配的自動溫控老化測試機台的機種。達到在高速運算環境下，同步進行老化測試。

B.探針卡：

探針卡係晶圓未切割前，IC 未完成封裝前的重要測試介面，透過探針卡可測試晶圓品質，而測試的目的是使晶圓切割後避免對不良品進行加工造成額外的成本耗損，且優先篩出的良品得以進入封裝製程，是 IC 製造中對製造成本影響相當大的重要製程。 

在測試過程中，藉由探針卡上的探針直接與晶片的銲墊或凸塊進行接觸， 量測出電路的電性，進而判斷出晶粒的好壞。垂直式探針卡可因應高針數短針距的 IC 測試市場需求，例如，覆晶技術(FlipChip in Package，FCIP)及晶圓級構裝(Wafer Level Package,WLP)產品，相較於傳統懸臂式(cantilever)探針卡， 在陣列型微間距(full array type)針測有更為優異的表現。而依照晶粒的設計方 式，探針卡一般都有數百或千支探針，在測試中除了針測過程的磨耗外，為避免針尖堆積雜質影響針測結果，故會規定達到一定測試次數後要進行清針，因此優化清針的次數及時間以減低對測試效率的影響。隨著終端電子產品高效能及低功耗訴求，採用先進製程技術之產品日益增多，從 28 奈米至 3 奈米，高階封裝成本逐漸增加，因此能減少構裝成本之晶圓探針卡的技術與效能日趨重要。 

消費電子流行方興未艾，半導體晶片製程也越來越微細化，因此晶片封裝技術亦不斷地在進展中，許多新領域應用如微機電與生物晶片領域，必須要更先進的封裝製程配合，如何研究開發腳距密集化測試設備以因應未來封裝技術便成為首要挑戰。

目前全球探針卡市場主要可分為，懸臂探針卡(Cantilever Probe Card)、垂直探針卡(Vertical Probe Card)及 MEMS 探針卡(MEMS Probe Card)，根據研調機構之統計資料顯示，2019 年全球探針卡市場營收增長 6.8%，但受新冠肺炎影響，2020 年展望充滿不確定性，但在晶圓測試需求仍強勁下，預估將微幅衰退 0.6%、金額降至 1825.02 百萬美元，惟仍看好產業前景，預估 2020-2025 年之年複合成長率將達 6.9%，優於 2014-2019 之 6.2%，若以探針卡種類來看， 預估 MEMS 探針卡未來五年成長最強，年複合成長率上看 9.8%。

產業概況

隨著 5G、人 工智慧(AI)、車用電子、物聯網(AIoT)、高效運算(HPC)等新應用需求，將彌補大環境中的不利因素影響。晶圓製造先進製程走向 7、5、3 奈米，但隨著摩爾定律逐漸逼近物理極限，讓摩爾定律延壽的良方之一為先進封裝技術，包括扇出型晶圓級封裝(FOWLP)、2.5D/3D IC 封裝，更進一步進入能夠異質整合的 3D 晶圓堆疊封裝。加上 5G 通信世代將有更多異質整合不同元件的需求，都持續帶動系統級封裝(SiP)需求大開，也進一步使得前段晶圓測試(CP)，以及更後段的系統級測試(SLT)重要性隨之提升，將成為 IC 封測產業的主要發展方向。穎崴已具備了晶圓測試(CP)、系統級測試(SLT)，老化測試(Burn-in)與最終測試 (FT)的完整解決方案。

伴隨著終端產品往大容量、高頻寬、高速率、低功耗、小型化、高度整合等產品發展趨勢，尤其是智慧型手機與平板電腦，多功能整合晶片技術應運而生， 因此近幾年介於前段(Front End)與後段(Back End)製程中又有一群新興技術成型， 包含晶圓凸塊技術(wafer bumping)、晶圓級封裝 (WLP)(如扇出型晶圓級封裝 (Fan Out WLP)、WLCSP(晶圓級芯片封裝)、三維晶圓級封裝(3D WLP)、晶圓級光學封裝(WL optics)等以及三維封裝的 IC (3D IC)，這些技術型態稱為中段(Mid End)。而介於後段封測與 PCB 技術中也興起了新技術，如內埋元件載板 (Embedded Substrate)技術和矽/玻璃中介層(Si/Glass interposer)。 

隨著 5G 晶片的複雜度以及半導體製造先進製程成本增加，測試端的重要性自然也不可同日而語。能夠熟悉晶圓測試(CP)、自動化測試設備(ATE)、SLT、 IC 老化測試(Burn-in)等能夠跨領域研發相關測試產品的廠商必可在封測產業中佔有一席之地。為迎合 IC 走向輕薄短小的趨勢，半導體大廠已從原本專注在晶圓代工，蛻變成從設備、IC 設計、IC 製造到 IC 封測都跨足的垂直整合公司， 為因應以上產品高階製程及不同技術的封裝測試需求，穎崴會持續研發高階高效高品質的測試介面治具及探針卡作為產品工程驗證及量產使用。

發展趨勢

未來在半導體市場中，由於微細製程的逐漸導入及晶圓等級測試的需求孔急， 測試介面將會扮演越來越重要的角色，不僅是新產品的推陳出新，貼近及滿足客戶所需則為公司一向的承諾。未來研發人員及其學經歷的配置將著重於研發重點項目：腳距密集化探針卡(Fine pitch probe card)、高頻測試治具(coaxial socket)、 主動式溫控平台(ATC)及被動式散熱手測蓋(Heatsink Lid)及車用 IC 高低溫/老化 測試，這是半導體發展的長期趨勢.

A.腳距密集化探針卡/0.12mm fine pitch probe card： 

隨著摩爾定律(摩爾定律的定義歸納起來，主要有以下三種版本：1.積體電路晶片上所整合的電路的數目，每隔 18 個月就翻一倍。2.微處理器的效能每隔 18 個月提高一倍，或價格下降一半。3.用一個美元所能買到的電腦效能，每隔 18 個月翻兩倍)不斷地向前推進，半導體製程尺寸不斷地微縮，伴隨而來的就是晶片內含的邏輯閘數目急速上升，同時對外的信號接腳數目也往上提高，信號傳輸時脈也相對應上升。另外消費電子流行方興未艾，半導體晶片製程也越來越微細化，因此晶片封裝技術亦不斷地在進展中。展望未來，許多新領域應用如微機電與生物晶片領域，必須要有更先進的封裝製程配合，如何研究開發腳距密集化測試設備以因應未來封裝技術便成為首要挑戰。 

B.高頻測試治具/Coaxial socket： 

在 IC 製程中，測試部分通常分為兩階段：前段測試也就是所謂的晶圓測試(Wafer probing or Circuit Probing)，此時是直接利用探針卡來量測晶圓上的 IC 功能是否符合當初預期之設計規格，若符合規格才會送往封裝廠進行封裝的動 作。在封裝結束後會再做一次 IC 測試，也就是所謂的最終測試(Final Test)，在此時的測試主要是測試封裝後的 IC 功能是否符合設計規格，等完成這一段複雜的測試程序後，才會將 IC 出貨至客戶端。彈簧針測試插座(Pogo-pins test socket)通常作為封裝 IC 之測試介面，隨著應用於數位/射頻 IC 測試系統的操作頻率到達了 GHz 的範圍，在以前常忽略之測試介面高頻寄生效應，如今成為測試上難以滿足訊號完整性要求的重大瓶頸。因此，如何降低訊號衰減則為最重要的關鍵技術。

C.廣溫域IC測試溫控平台/ATC 

積體電路在生產過程中，由於製造過程中可能會出現微細缺陷結構導致產品操作品質不穩定，進而影響產品可靠度及使用壽命。目標為持續提高產品操作的極限溫度環境加以測試其半導體元件品質，透過極限環境的影響 達到拓寬元件設計安全使用範圍，延長產品的生命週期及提高產品的可靠度。 另外一目的為由於產品初期設計即必須要考慮到不同的使用者環境，例如南北 極圈、赤道…等環境惡劣的地方，因此，開發一套完整的溫度控制平台為半導體測試業者一不可或缺的利器。此目的為開發一套溫控功能強大且符合各種溫度測試平台的溫控設備，加以改善之前產品的溫控極限，將可操作的溫 度範圍擴大至-60℃到 150℃。 

D.接觸元件開發 

電子封裝元件市場除了高腳數高階電子產品外，消費性電子產品市場的 興起，包含晶圓凸塊技術(wafer bumping)、晶圓級封裝 (WLP)(如扇出型晶圓級 封裝(Fan Out WLP)、晶圓級芯片封裝(WLCSP)、三維晶圓級封裝(3D WLP)、 晶圓級光學封裝(WL optics)等)以及三維封裝的 IC (3D IC)，這些技術型態稱為中段(Mid End)。而介於後段封測與 PCB 技術中也興起了新技術，如內埋元件載板(Embedded Substrate)技術和矽/玻璃中介層(Si/Glass interposer)。因應此類產品的測試需求，預期開發多款新型接觸元件(contact element)，此為測試治具或探針卡最重要和關鍵的技術。 

E.車用IC高低溫/老化測試 

由於自駕車市場的未來市場蓬勃發展，市場上知名半導體設計公司皆投入大量研發資源於車用相關 IC 應用，且由於車用規格條件較工業及商業用途嚴苛許多，因此對於晶片高低溫及其可靠度測試，所需要的高性能 IC 測試治具有著更高需求。

穎崴，是一家半導體測試治具，探針卡，接觸元件公司，近2年ROE為33%，21%。毛利率為45%，42%，資產負債率為35%，26%。2022年銷售產品以測試治具 Test Sockets佔63%，探針卡 Probe Card佔19%，接觸元件 Contact Element佔12%，其它佔6%。銷售區域以美洲佔30%，中國佔29%，內銷佔24%，亞洲佔17%。

穎崴的主要客戶為全球高階 IC 設計公司(Design House)，如Nvidia ，AMD....等等。由於地理優勢之便，穎崴有機會與晶圓製造和封測大廠進行策略合作，同步開發更高階的產品技術需求，包含微細間距之相關製程和高速/高頻測試需求所需材料。

市場占有率

半導體產業鏈涵蓋廣泛，從前段晶圓設計、製造到後段封裝與測試，除了在台灣擁有完整的供應鏈，也創造出無數的產業相關的廠商。穎崴產品性質屬於半導體產業鏈中測試階段，依測試條件需求與環境又可分為晶圓測試(CP)、系統測試(SLT)與 最終測試(FT)，穎崴主要銷售產品測試治具(Test Socket) 即廣泛應用於系統測試 (SLT)與最終測試(FT)。

根據研調機構VLSI Research (已於2021年8月份併入Techinsights) 2021年的報告， 預估2021年全球測試治具市場將較2020年度成長10.9%；2020年度穎崴於全球測試治具市場佔有率為5.8%，2021年度營收與前年相比持平，推估2021年度於全球測試市場佔有率為4.5%~5%之間。

競爭

穎崴目前主要競爭對手屬日本或歐美廠商，相較之下，穎崴在台灣、中國大陸與東南亞長期深耕，具備在地的即時服務能力，為穎崴維持良好客戶關係的競爭實力之一。

A.亞洲市場

多年來，台灣與中國大陸市場一直面臨競爭對手以削價的競爭的手段搶單，為避免落入低價、低毛利的惡性循環中，穎崴將產品主要重心放在高階測試需求的市場上，提供客戶專業高品質的測試產品與服務，針對客戶特殊的產品需求我們也提供客製化規格共同研發、設計合宜的產品。IC 產品發展步調快速，世代交替的速度越來越快，除此之外，皆針對高階與中低階市場需求設計不同的產品屬性，代表除了高階產品不斷提供技術面的推陳出新外，而中低階產品也有一定的市場需求，對此，穎崴持續專注於高階市場外，也另外針對低階市場特別提出低單價的產品，希望能爭取到新的市場藍圖也與原本的產品重新做一區隔。 

B.東南亞市場 

半導體 IC 產業除了大眾較耳熟能詳的台灣、中國大陸廠商外，新加坡、 馬來西亞地區的半導體相關產業發展與技術也已達成熟，再加上地緣之故，不少歐美 IC 設計大廠優先將亞洲據點設立於新加坡，而馬來西亞與菲律賓則就近成為生產、製造工廠就近供應新加坡市場需求。穎崴將於 2023 年度增加馬來西亞據點，強化產品服務，建立在地化的即時性，加深掌握客戶動態。 

C.美國市場 

美國仍是半導體 IC 產業的大本營，新一代產品的研發，需要第一時間的支援，設計取勝將決定量產的訂單。除了傳統 ATE 測試的需求，系統級測試的需求亦是個隱藏的商機。穎崴多元化的產品與服務，為客戶解決新產品的測試挑戰。隨著大多量產已移到亞洲，包括外包或子公司，而外包以台灣為中心，次為東南亞及中國，子公司或生產則以東南亞及中國為中心。穎崴之生 產及服務亦是以台灣為中心，在市場、生產的支援與服務方面，穎崴佔了極其有利的位置，尤其在溝通上，穎崴具有國際級技術、工程、研發、商務、 市場行銷及 ISO9001 之認證，且在地化的支援、服務、交貨，更可令歐美的 IC 設計及製造廠商採用穎崴的解決方案。