新一代检测设备，HBM生产效率直接翻倍

半导体测试零部件企业TSE研发出一款可大幅提升高带宽内存（HBM）检测速度的设备，该设备投产后，HBM整体生产效率有望大幅提升。

TSE正联合韩国生产技术研究院共同研发堆叠式半导体测试分选机，设备产能相较现有机型直接翻倍。分选机主要负责将多颗半导体裸片（Die）移送至检测工位，并依据检测结果完成芯片分类；设备搭载基于拾取放置（Pick&Place）技术的真空吸附吸嘴，实现芯片转运。芯片实际性能与功能检测，则由搭配分选机使用的自动化测试设备（ATE）完成。

本次设备检测对象为制作HBM所用的DRAM裸片（核心Die）。检测阶段的芯片，是完成光刻等前段工艺后的晶圆切割、分粒后的独立裸片。

韩国生产技术研究院相关人员解释：“行业常规流程为先使用探针卡对整片晶圆进行初检，再执行晶圆分粒工序。分粒完成后的单颗裸片，根据终端客户需求往往还需追加终检，本次研发设备即承担该环节检测工作，属于裸片级测试设备。”

新设备目标并行测试通道数达512通道，可一次性完成512颗裸片同步检测；现有设备最高仅支持256通道，竞品Techwing的Cube探针台同样受限于256通道。双方通过高精度拾取放置技术搭配间距转换（Pitch Transfer）系统，将设备产能提升一倍。

高精度拾取放置功能依托视觉对位技术与吸嘴机械运动参数优化实现：首先在吸嘴底部与侧面搭载高清摄像头，实时拍摄抓取、下放裸片全过程；拍摄图像通过Canny边缘检测（CED）算法精密解析，可计算并修正微小位置偏差与芯片倾斜问题。

同时，设备将拾取放置机构加减速加速度控制在18m/s²，降低机械冲击、提升放置精度；真空负压设定为-85千帕（kPa），最大限度避免芯片吸附时弹跳、滑移。真空吸嘴采用波纹管伸缩结构，下放裸片时缓冲减震效果更佳。

通过以上三项优化，设备裸片放置误差由原有±11.88微米（μm）优化至±9.77微米，精度提升约17.8%，最终研发目标误差控制在±5微米以内。

设备依靠该高精度定位，将半导体裸片置入分选机内部载座（Insert）卡槽；随后启用载座内置的间距转换系统，对芯片间距做二次精密微调。通过将芯片排布间距压缩至小于传统256通道探针卡的探针间距，最终实现512通道同步检测能力。

TSE与韩国生产技术研究院还同步配套研发新一代分选机专用裸片测试插座，现有探针卡无法一次性同步检测512颗芯片，必须配套全新插座使用。双方计划在明年3月完成新一代设备与裸片测试插座的全部开发工作。该套设备落地后，有望解决当前HBM生产流程中检测环节的产能瓶颈。

值得一提的是，今年1月TSE自研的HBM探针卡，已通过多家海内外存储芯片厂商的品质认证测试。探针卡是晶圆裸片检测环节所用的测试耗材，作为芯片与测试机之间的信号传输媒介，它能将测试机输出的电信号转化为探针针脚信号传导至芯片。探针卡检测工序安排在晶圆前段工艺完成、封装加工之前。

探针卡技术难度按产品类型由低到高依次为NAND、DRAM、HBM。DRAM探针卡的检测针脚数量是NAND闪存产品的2至3倍，而HBM探针卡针脚规模更是达到DRAM探针卡的3倍左右。业内透露，HBM探针卡售价为NAND闪存探针卡的2至3倍。业内人士介绍：“普通NAND闪存探针卡单价约1亿韩元，DRAM探针卡价格区间在2至3亿韩元。NAND探针卡仅需3万至5万根针脚，DRAM探针卡最少配备5万根以上针脚，HBM探针卡根据规格最高可达15万根针脚。受HBM硅通孔（TSV）微小间距布局要求影响，HBM探针卡价格会与高端DRAM产品持平，甚至更高。”

依托HBM探针卡供货等新业务增量，TSE将本年度营收目标上调至同比增长30%~40%以上。2025年第三季度累计总营收3050亿韩元，其中探针卡业务营收1024亿韩元；企业负责人透露，2024年探针卡板块营收较上一年大幅增长90%。