第487期 | 为何说探针卡是芯片良率的 “生死判官”？揭秘芯卓国产替代背后的 20 年卧薪尝胆

芯卓科技（浙江）有限公司（以下简称：芯卓科技）致力于晶圆测试探针卡和测试设备的研发设计、生产及技术服务，是全线全工艺先进探针卡自主可控的国家级高新技术企业。公司拥有独立知识产权和90余项国内外核心专利，公司的技术领导团队拥有全球十大厂商背景和超过30年行业经验积累，专注解决高阶半导体测试设备“卡脖子”技术及工艺难题，构建覆盖晶圆测试（WAT/CP）与芯片终测（FT）的全流程解决方案，聚焦MEMS微机电及高频薄膜探针卡等高端技术，技术指标达国际顶尖水平。

在半导体产业链的自主化进程中，高端探针卡曾是一块格外难啃的“硬骨头”——作为连接芯片与测试设备的核心耗材，其性能直接决定芯片良率与成本。然而，这一关键领域长期被海外巨头主导，成为制约国内产业升级的一道隐痛。

本期《芯片揭秘》对话探针卡领域专家刘俊良博士。他不仅曾带领思达科技达到全球领先水平，更于2023年创立本土的芯卓科技，目标直指高端探针卡的自主研发与量产。在这场访谈中，他将分享从国际视野到本土深耕的跨越之路，并解析如何聚焦技术、整合生态，在半导体测试上取得实质性突破。

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*以下文字为播客内容的文字版整理，

内容已获得受访嘉宾确认及授权。

探针卡——半导体测试的

隐藏核心耗材

幻实：很多观众只知道芯片设计难、制造难、光刻机难，但对探针卡没有具体的概念。在整个半导体的测试环节里，甚至在整个半导体的价值链里，探针卡处于什么样的一个位置？您能否用一个相对通俗的表达，让我们了解一下探针卡对芯片有多大的影响呢？

探针卡：是半导体测试环节的核心中介耗材，用于在测试设备（宏观毫米级接口）与芯片电极（微观微米级焊盘） 之间建立电气连接，实现电信号（电压、电流、射频信号等）的精准转接，以完成芯片的良率检测或功能验证。

刘俊良：简单来说芯片的工作方式是对输入的电压、电流等电信号进行处理与反馈控制，从而输出特定的电信号，以实现计算、存储或控制等功能。在半导体制程中，前道工艺通过光学以及视觉的方式进行检测，而制程中有一个关键测试环节叫晶圆接受测试（WAT），是通过电性仪器进行测试，然后再到后道工艺的芯片测试。

晶圆接受测试（WAT）：是半导体制造中的关键质量控制环节，通过对晶圆上特定测试结构的电性参数进行测量，评估制造工艺的稳定性和一致性。其核心目标包括：验证工艺参数是否符合设计规格、检测制造过程中可能存在的缺陷，以及为后续封装和芯片测试提供数据支持。WAT通常在光刻、蚀刻、薄膜沉积等核心工艺完成后进行，是晶圆出厂前的最后一道"质量关卡"。

晶圆接受测试原理图（图源：网络）

随着现在芯片的构造越来越精密，电极本身的间距只有不到几十微米。然而电测设备一个间距就要几毫米，如果要将几毫米的测试设备转接到几微米的芯片电极上，就必须要有一个中介：它能够把pcb板上毫米级的信号转接到针卡上的探针，再转接到芯片几微米的电极位置——既要满足对位精度与微小接触力的控制，又要保证接触电阻、信号完整性与热机械稳定性等性能，这也使探针卡成为晶圆/封装测试环节中价值最贵的耗材之一。

与前道工艺不同，后道工艺需要的是检测它的电学功能。其中包含逻辑芯片的功能测试和射频芯片的测评反应。因此随着芯片复杂度提升与应用场景的多样化，市场上出现了针对不同测试层级与性能需求的多种规格与等级的探针卡，来应对在整个行业内不同的测试需求。

幻实：大部分的芯片测试环节都离不开探针卡的工作，也就是说它是半导体制程中一个必不可少的部件。

刘俊良：是的，大部分的环节百分百需要探针卡，而且不只局限于功能测试，后道工艺的老化、集成测试都需要用到它。

芯片揭秘创办人 幻实：（左）

对话芯卓科技 刘俊良：先生（右）

幻实：那么探针卡的技术水平决定了芯片哪些指标性能？

刘俊良：探针卡的技术水平是非常重要的，探针卡如果质量达标，它就能准确地探测出芯片的良率。需要注意的是探针卡本身不能造成额外损伤或测试偏差，如果探针卡误判或对电极造成损耗，不仅会影响良率判断，还会导致芯片制造的成本增加。所以探针卡本身虽然说是一个价值成本很高的耗材，它对芯片的产出效率来说是举足轻重的。

另外，探针卡更重要的能力是如何将良率反馈到芯片本身、反馈到制程。如果探针卡本身质量够高，就能非常实际反映出芯片的根本问题，而不是出现问题之后，再来纠结是探针卡的问题还是测试机的问题。

还有一个重要的方面，因为探针卡本身就是耗材，就像汽车轮胎，磨耗控制是很重要的。对于探针卡来说，它的另一个价值面就在于寿命长短，如果能够延长寿命的同时，减少维护的次数，也会使成本得到非常大程度的控制。

国产替代：从传统到高端的

进阶与瓶颈

幻实：您创办的芯卓有一个行业定位——是国内唯一一个全线全工艺先进探针卡自主可控的公司。请问这个唯一的背后是指国内目前探针卡赛道存在什么样的空白呢？能不能跟我们稍微解释一下国内的产业链现状？

刘俊良：刚才我提到不同集成电路所需要的探针卡类型是不同的。与此同时，探针卡本身又是一项高跨度学科产品，涵盖材料，电路设计，精密机械以及应力与温度控制等多个领域，并需同时满足射频与高频特性、信号完整性和电源完整性等关键指标。因此，要在各项性能之间实现稳定协同，具有极高的技术难度。

目前国内有传统探针卡需要的精密手工制造能力，也有最高阶的微机电探针卡的生产技术。但是如果要找到一家能够完全覆盖所有探针卡需求的企业，我们公司应该是目前唯一能够全面满足需求的。因为具备全面供应各类探针卡能力的公司，在面对不同类型探针卡的时候，对它的技术能力、生产能力和质量控制的能力都有截然不同的要求。

探针卡部分种类介绍（图源：芯卓科技）

幻实：你们生产这种高频的薄膜探针卡，听起来难度就很高。请问在研发过程中它的难点在哪里？技术卡点是什么？能不能为我们针对性地讲一讲？

刘俊良：薄膜探针卡的核心有两个，一是如何把高频率射频的电路设计在薄膜上，二是薄膜的制作。不管是设计还是应用，我们必须具备很全面的3D仿真能力，不只是应力，还要分析电子信号，比如能够从简易的3兆射频，直接模拟到77兆射频。另外，在模拟出来之后，制程本身也需要完全地符合模拟的效应。所以在制程中，需要让薄膜的不同膜层、不同线宽线距，甚至于表面的粗糙度，都能够做到符合仿真的表现。

另外落到探针本身，目前在整个薄膜探针来说，我们用的是3D技术，也就是说可以在薄膜上面形成不同的探针，从而探测导电的电极或者凸点，不同的3D界面可以符合不同客户的各种需求。

幻实：我们现在所定义的高频薄膜探针卡，它是应用在什么样的产品里呢？客户一般做什么产品会离不开它？

刘俊良：目前以薄膜探针来说，它通常都是应用在射频芯片上面，包括5G、6G的射频芯片，车用的雷达芯片，或者是卫星通信芯片，还有军工、车规和公规等比较重要的方向。

幻实：使用场景还是蛮多的。当时团队开发有没有遇到什么难点，或者攻克了什么技术挑战？

刘俊良：其实薄膜探针只是我们在制程研发过程中的一个产品，归根结底整个都必须回归到3D微机电探针上。目前来看微机电探针卡竞争的核心还是制程能力与整体质量管控能力。如果制程能力能够提升，我们就能够做更高端的产品。如果质量做得好了，就能够把探针卡的产出效率提高。但是以目前的探针卡来说，每根针都必须达到百分之百的良率才能够真正产出给客户。因此，就质量标准而言，无论是探针卡制造商还是终端客户，都遵循着最高的要求。

探针卡工作图（图源：网络）

幻实：每根针的良率都要达到百分之百，请问我们一个探针卡上面有多少根针？

刘俊良：目前的话最少的探针卡上是有几十根针，最高的话可能是有6-7万针甚至更多，无论多少都不能有失误。当然后续可能会有一些制程模式的修改，但对探针卡业界来说，已经是一个很高的进入门槛了。

幻实：的确是一个非常大的挑战。现在大家都在谈先进制程，对探针卡来说，如果要适配先进制程，挑战是在哪些方向？是像您刚刚提到的针数越来越多？还是材料上要做创新，或者结构上要做优化？您能给我们讲讲这个未来的挑战方向吗？

刘俊良：您说的这些其实都是挑战。随着集成电路的针数越来越多，客户肯定也希望说能够进行更多的同步测试，并且同步测量更多不同的电晶体。材料方面对于应力、抗压以及电压电流的需求都不同，所以材料也必须持续进行研发。对于后道测试的制程更是挑战，因为需要在不同基板材料上实现更高密度布针，并拓展到更多样的应用领域，这对企业在综合技术能力上是有很高要求的。

在更遥远的未来，我们看到光集成的方向，比如说硅光子、细光，这些需求都不会整合到最先进的AI芯片里面去，这在通信中又是另外一种需求，以后除了电集成以外还有光集成，那这又是另外一个领域了。

参数及可靠性测试（图源：芯卓科技）

幻实：芯卓做这个行业已经很久了，你们在全球都有非常多的布点，是只做探针卡这一个赛道吗？还是有其他的产品？

刘俊良：芯卓其实是从我前身的一家公司剥离出来的，所以虽然芯卓在国内只成立了两年，但是整个团队已经有20年以上的经验，全世界大概有将近20个布点。目前我们团队人数近千人，研发人员近200人，我们的技术都是一直积累出来的。探针卡这个产品60年前就已经有了，我们必须逐步地进行技术迭代、技术更新、技术突破，才能够真正地达到现在芯卓拥有的能力水平。

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3D集成技术攻坚

未来制造的突破方向

幻实：这个赛道你们已经积累了非常多年，然后也在对国内的市场做针对性的开发。请问探针卡市场的国产替代会是一个什么样的走向？是从高端开始，还是说低端也会去做，或者是个性化的赛道先开始？您怎么看这波国产替代在探针卡市场上的机会？

刘俊良：其实国内开始做探针卡很早，尤其是传统的悬臂针探针卡也有很多的经验和技术。目前国产替代不局限于传统的悬臂针探针卡，从几十针到现在的几千针，我们更加在乎的是未来的市场需求。比如高阶AI芯片，存储芯片和HBM芯片，很多芯片的探针卡技术产能都是从国外供给的。因此对我和我的同业来说，都应该攻坚最高端的探针卡，这毕竟是国内最大的瓶颈和最缺少的能力，也是由于国内市场长期供给稀缺导致的现象。

我认为未来最主要的方向有两个，一个是高阶逻辑芯片的垂直微机电探针卡，另外一个就是高阶的存储芯片探针卡。这两个种类目前来自国外的供给，占国内市场的大约7-8成，所以我觉得我跟同业们都必须攻坚这两个方面，从而争取达到能够供给国内需求的水准。

幻实：面对新兴的市场您有没有做一些关注？比如说这两年比较火的射频芯片、车规芯片，它们在未来的探针卡市场爆发量会大吗？还是说您更关心的是刚刚提到的存储、逻辑、AI这些方向？

刘俊良：目前最新型的探针卡需求是3D集成。我们看到3D集成包含像业界最熟悉的CoWoS、Chiplet这些，会有不同的芯片集成在一个载板上面。我们可以看到不同测试的需求运用的芯片是不同的，除了不同测试需求外，我们还有不同的叠层、不同的高度，完成层跟层之间的测试再把它叠进去。因此我看到未来的市场需求是3D集成以及光通讯的集成测试，这两个是我觉得在未来的3-5年内比较大的挑战。

幻实：这两个也是探针卡用量会比较大的一个方向。

刘俊良：是的，这是非常重要的一点，因为我认为未来市场取决于AI的资源和AI的竞争能力，以及3D集成的竞争能力。3纳米、2纳米或者是更好的制程，可以在3D集成中有一些突破，从而让国内市场有更好的芯片集成能力的表现。

芯卓科技参展现场（图源：芯卓科技）

幻实：了解，我觉得这个也是未来大家都要关注和着重投资的一个方向。最后想再问您一下，当前国产探针卡企业在高端领域可能比起国际的头部公司，还是有一定的差距的。作为其中的一个国产企业代表，您觉得要实现突破，目前的瓶颈在哪里？有哪些方向需要加强，是我们的专类壁垒、材料还是人才，还是其他的？

刘俊良：先解答大家的一个观点误区，像我最开场的时候说的就是探针卡必须分门别类针对不同类型的芯片，对不同类型、不同需求进行测试。其实国内包含我们在内，已经在某一些探针卡的细分品类上领先国际了。

当然跟国际的同业相比，还是有很多要学习的地方。目前我觉得两个最大的需求，一是包含高阶逻辑芯片，也就是说垂直的MEMS探针卡，二是最高阶的存储芯片，包含HBM、DDR5、 DDR6 等。目前这两个种类其实是国内欠缺的，不只是探针卡，而是国内厂商和国内的集成电路公司都要同步跟进的。

我还是得呼吁说，探针卡本身只是一个耗材，我们要完成上下游的配合，包含测试机、探测台，最主要还是客户让我们有一定的空间和学习方向。不只是我们自己的学习方向，而是共同完成。

幻实：您讲得非常好，整个过程中其实都是需要下功夫的，没有那么容易，都是需要沉淀和积累。虽然在中国芯卓还是一个年轻的公司，但是毕竟已经有了悠久的积累。最后结合您对产业和行业趋势的判断，能否给我们总结一下芯卓未来三年的目标？您对中国半导体产业链，尤其是测试产业链从替代到超越是否有信心，或者有什么样的期待？

刘俊良：这两个问题得从我们的行业目标谈起，未来我们都是以3D集成为目标。那么就已经没有传统意义上的“封装”，或是必须把所有的芯片测试完成才能封装，这意味着芯片测试环节对探针卡的需求一定是稳健的、突破性的上升。对芯卓来说，我们希望在未来三年内能够以每年倍增的方式成长。其次对于国产替代，我相信整个集成电路行业有各位前辈先进们的努力，也能够迭代倍增地往上成长。最后当然希望我们能够共创共赢，和各个产业链包含上下游共同达到领先，或者至少同步于全世界的技术水平。

荣获2025“湾芯奖-技术创新奖”（图源：芯卓科技）

幻实：您说得还是比较谦虚的，我觉得未来这一天肯定会来。因为是很底层的逻辑：中国的芯片自主生产体系一旦确立，我相信配套的测试产业链一定会健全的，只是周期长短的问题。谢谢刘总为我们分享了这么多，也祝芯卓科技发展得越来越好，下次有更好的成果的时候，欢迎您再来做客。

刘俊良：好，谢谢各位。

采访 | 幻实 编辑 | 小茄 审核 | 幻实

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