风靡云蒸的独立IC测试厂商

2022-03-10 12:07:03 来源: 杜芹

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在国内半导体行业存在一个越发明显的趋势，那就是传统交由封测厂商来完成的芯片的测试业务，现在越来越多的芯片厂商开始交给独立测试厂商完成。国内IC产业专业分工的趋势不断发展，使得独立的IC测试厂商近年来逐渐走上台前，被行业重视起来。

半导体测试归根到底是服务，核心设备是ATE

半导体产业链主要包含IC设计、晶圆制造、封装测试这三大环节，每个环节都起着重要作用。而半导体测试作为产业链最后一环至关重要，贯穿芯片设计和生产全程，涵盖了芯片的设计验证、晶圆制造相关的CP测试和封装完成后的最终成品测试。

测试不同于加工制造业的流片和封装，其本质是服务，其目的是测试芯片的好坏，测试的核心是数据，最终交付的也是数据。传统来说，测试的费用约占整个芯片环节的5~25%左右，浮动比例受到芯片应用差异极大，例如消费类电子的测试费用可能仅为2%，但是车载的车规测试可能会达到20%以上，特殊的IC甚至到25%。而CP和FT（CP是chip probing，主要是测试晶圆；FT=Final test，属于封装之后的成品测试）的比例一般在1：5，但这个CP增加的趋势也在上升，这是因为在CP上能够实现更高的并测数(同时间测试芯片的数目)可以大幅降低成本，晶圆制造程序复杂度越来越高使得芯片良率的控制比以往困难，晶圆厂也需要快速获得测试数据作为自身改善的依据；另外越来越多的产品以裸片（bare wafer）的方式经由先进封装的技术和其他的产品封在一起，因此在晶圆上就必须要确认每一颗芯片的好坏，这些都是驱动CP测试增加的主要原因。所以总体而言，测试(尤其是晶圆级测试)所占的支出正在大幅提升。

芯片质量的好坏主要受两方面的影响，一个是芯片设计；二是芯片制程。即使芯片设计完美，在晶圆制造和封装环节仍会因为工艺制程出现良率之说，所以就必需要测试来发挥作用，以确定孰优孰劣。测试出的良率越高，说明工艺制程越稳定，整体成本也会越低。而另一方面良率在特定的范围内测试出的良率的越低，则反映测试的条件越严格，质量越高。

由此可见，半导体测试是产品良率和成本管理的重要环节，在半导体制造过程有着举足轻重的地位。

半导体设备主要包括三类：ATE测试机、探针台(prober)、分选机(Handler)。ATE测试机主要负责芯片性能检测，探针台和分选机则主要负责传输晶圆/芯片以进行测试，探针台与测试机配合于晶圆测试工序，分选机与测试机配合在成品测试工序。在过去这三大测试设备领域，基本都是处于国外企业垄断的局面，时至今日国内厂商陆陆续续开发出成熟可用的测试平台。

探针台的研发难度比分选机大，目前仍由海外厂商占主导地位，国内厂商自给率偏低。主要由日系厂商东京精密、东京电子和韩系SEMICS等把控。分选机方面早已打破外商垄断的局面，目前台湾鸿劲以及天津金海通、杭州长川、上海中艺等都有很不错的表现。

让我们重点来看下ATE测试机。在芯片测试的主要机台中，ATE是测试的核心设备，根据SEMI的数据统计，ATE设备销售额大致占到半导体测试设备的2/3。国外的泰瑞达和爱德万双寡头在ATE设备领域占据95%以上的市场份额，两家大厂平分秋色处于绝对领先地位。国内这几年在模拟领域也开始渐渐崛起，如华峰测控。

那么如何衡量一款ATE测试机的好坏？半导体测试机的核心技术主要体现在功能指标、集成、精度、速度、可延展性与稳定性。相对应的，ATE测试机的测试覆盖范围越广，能够测试的项目越多，测试的精度越高、速度越快，则越受客户青睐。另外客户非常重视机台稳定度、可靠性以及操作维护成本。

哪些客户会来购买ATE设备呢？无论是封测厂还是晶圆厂要进行芯片的测试都需要采购ATE设备，所以他们无疑是ATE设备采购的主力；另外，Fabless企业也会购买ATE设备，这些IC设计厂商通过自行购买测试机产品，用来开发、验证产品，甚至自主测试量产，来保证公司的产能确保交货顺畅。但测试设备动辄数百万元的价格，对于普通的芯片设计企业甚至于封测厂来说，这将是一笔很大的支出。

测试被重视，独立测试服务商迎来春天

2020年，中国政府出台了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，第一次将封测企业拆分成封装企业和测试企业，测试被单独拎出来，走上时代的舞台。

因此，独立测试服务商迎来了发展的好机会，我们看到，越来越多的独立芯片测试厂商也开始浮出水面。独立测试服务厂商主要有台湾的京元电子、矽格，大陆的利扬芯片、摩尔精英、、华岭股份、确安科技、华润赛美科等。可见这个赛道已经有越来越多的玩家参与。

那么，独立测试服务商成立的契机是什么呢？是供应链发展从企业内的分工转向跨企业分工与制造角色分工的必然趋势：

投资收益最大化

测试产出效率受芯片待测功能、封装形式等多重因素影响，对于晶圆厂与封装厂而言，如果要做到兼顾晶圆制造/封装生产和测试，测试需要的面积与成本并不会比晶圆工艺设备和封装设备少太多，在同等厂房面积与资金的情况下，将更多的资金/面积投资在晶圆与封装制程机台上将是更有利。

供应链与质量管理

随着芯片设计公司客户成长，其对于供应链生产管控需要更多话语权，在晶圆与封装厂外进行第三方测试，可以更好的发现制造环节的问题，同时避免裁判与球员是同一人的风险，在成本、质量与效率之间取得最佳化平衡。

市场与技术需要

中国芯片市场的成长对芯片供应链提出来更高要求，越来越多的先进封装促使测试KGD（Known Good Die）的需求量明显增加。同时由于处在消费升级的芯片市场对品质、技术的更加看重，测试已经不再仅仅是生产供应链的一环，而是成为“守门员”，成为芯片产品价值重要的一环，因此测试从传统晶圆厂和封装厂脱离成为了必然趋势。

在这样的形势下，不少独立测试服务商开始求变，探索更适合于产业测试需求和发展的方式。

依托自有ATE设备，探索新的测试服务模式

摩尔精英深谙芯片设计公司的需求，从测试行业的服务本质以及测试所需要的ATE核心设备两方面着手，正在打造一个新的测试服务模式。

在2020年底完成对ATE测试机台设备与团队的收购项目后，摩尔精英正式将VLCT的先进技术引进国内，依托核心自主可控的ATE测试设备，为国内外企业提供一站式测试服务。如前文所述，芯片的测试并不是单一加工环节，而摩尔精英为客户提供的测试服务正是贯穿产业链的核心关键，包含了芯片测试、产品工程验证、成品测试、产品可靠性分析以及失效分析。

所谓一站式的测试量产服务，是客户可以在摩尔精英一站式享受：从方案开发（测试软硬件设计）到新品导入，再通过不断优化最终稳定量产，帮助客户的产品顺利赢得市场。其中，量产维护是摩尔精英的一大卖点，该服务可协助客户进行不断优化测试程序，以解决产品在销售过程中如RMA客退等事故所引发的测试方案优化，还利用行业专业软件系统帮助客户进行良率监控和提升，细致管理优化产品供应链，而且能够对客户提供现场技术支持，以解决客户人力紧缺、工厂实时管控的难题。

摩尔精英所提供的服务模式主要有两种，一种是交钥匙Turnkey模式，另外一种是Backstage（后台）模式。

Turnkey模式是指芯片设计企业把测试完全交由摩尔精英，由其下单给自营或者第三方合作测试厂进行量产，客户无需担忧测试生产，最终由摩尔精英交付测试通过的成品；第二种后台模式主要是针对测试机台产能需求量大的客户，客户自己或客户指定的测试厂向摩尔精英租用ATE设备，摩尔精英为客户提供测试相应的服务，如程序开发、ATE维护等。在Turnkey模式中，摩尔精英会为客户提供特有的量产持续服务、工程支持以及产品测试品质管理服务，能够为客户提供透明的供应链数据。

摩尔精英主要面向晶圆/封测厂和芯片设计公司的两类用户。对于晶圆/封测厂来说，采用摩尔精英的设备，可以为它的客户减轻现金流的压力，不需要提前去花大量的现金流去购买价格高昂且与不同种类芯片功能密切相关的ATE设备，所以其投资收益率（ROI）会明显上升，而且可以更快速响应芯片设计公司的产能需求。而对芯片设计公司来说，摩尔精英的数百台现货ATE设备具有充足产能优势，而且还可以在自营与三方合作工厂之间进行产能动态调整；同时其完整的量产测试服务逐渐替代行业传统的“一锤子买卖”式的测试设备销售服务模式，从而优化芯片设计企业的团队结构。

摩尔精英自主的核心的ATE测试机台VLCT主要有三大优势：

设备成熟可靠

这些设备已经过20多年的迭代研发，测试出货了100多亿颗芯片；

超高的性价比

摩尔精英可通过多种方式方法把单位测试成本有效降低，摩尔精英的机台是为“量产”而生，能覆盖70%芯片种类的测试需求，包含digital、analog、mixed signal、RF等，目前在MCU、电源管理芯片与IoT芯片的测试上有非常好的优势；

团队技术实力雄厚

摩尔精英拥有50人的专业AE工程团队，团队平均经验25年，可以更好的服务客户。自有工厂的建设也在紧锣密鼓的进行中，未来有望进一步为客户提供更多产能与品质的选择。

在现有成熟ATE测试设备之外，摩尔精英正在研发下一代国产自主ATE设备，采用模块化设计，重点突破全品类测试性能，在保持原有成熟机台稳定性的同时，新一代测试机将提供桌面型版本，可让客户在实验室内快速调试产品，支持测试程序无缝转移到量产产线测试机上，为客户提供先进测试能力的同时，更缩短Time-to-market的时间。

帮助客户大幅提升了芯片测试效率

目前国内外众多优质的Fabless客户正在使用摩尔精英的ATE设备，已经在国内前三的芯片设计公司投入量产，也成功打入全球前三的射频国际巨头。通过多年量产项目统计显示，摩尔精英有能力帮客户节省将近一半以上的测试成本。

例如国内一家前三大Fabless企业已经有十几款产品在摩尔精英的VLCT设备中测试，测试产品涵盖消费电子、工业电子和智能功率电子，摩尔精英在多个项目中将其测试效率提升了近50%，成本降到了原来的三成。而且在2018年的一项分析中，在5万片晶圆的测试数据中，相比竞争对手，摩尔精英自有测试机台所测得的良率提升了0.6% ，相对多出4000片晶圆，在这个芯片代工产能极度受到压抑的时候弥足珍贵。

无独有偶，摩尔精英也帮华南一家消费电子芯片设计公司提升了测试效率，在这个案例中摩尔精英的设备在稳定度上表现十分亮眼，最直接的展现就是低复测率---摩尔精英做到了小于0.05%的复测率，比相关竞争对手低了2个量级。产品在机台上复测率是测试稳定性的重要指标，复测率越低，说明设备越稳定。

2021年摩尔精英使用VLCT设备成功打入全球领先的射频厂商供应链体系，帮助客户节约了52%的测试时间，成功替换了UFXXX机型。目前已经导入量产，未来将使用超过30台以上VLCT。

结语

摩尔精英以自有机台服务客户的模式独创一格，为无论是封测厂（包括晶圆厂）还是芯片公司，都提供了最具弹性的选择，旨在解决大家的痛点，成为中国乃至世界独特创新的以芯片产品为导向的芯片测试方案整体解决方案提供商。下一代全新ATE设备也在紧锣密鼓的研发中，将由摩尔精英主导研发，朝着更快、更精密、更大、更弹性的方向发展，性能对标目前领先厂家的高阶机型。

随着国内独立测试厂商实力的日益增强，IC测试需求的大幅提升，本土专业的IC测试厂商的地位将持续上升。

责任编辑：sophie

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