Hari ini, dengan perkembangan pesat industri semikonduktor, ujian IC, sebagai pautan penting untuk memastikan prestasi cip, ketepatan dan kestabilannya secara langsung mempengaruhi kadar hasil cip dan daya saing industri. Memandangkan proses pembuatan cip terus maju ke arah nod 3nm, 2nm dan lebih maju, keperluan untuk komponen teras dalam peralatan ujian IC menjadi semakin ketat. Asas granit, dengan sifat bahan yang unik dan kelebihan prestasi, telah menjadi "rakan kongsi emas" yang sangat diperlukan untuk peralatan ujian IC. Apakah logik teknikal yang ada di sebalik ini?
I. "Ketidakupayaan Mengatasi" Asas Tradisional
Semasa proses ujian IC, peralatan perlu mengesan dengan tepat prestasi elektrik pin cip, integriti isyarat, dll. pada skala nano. Walau bagaimanapun, asas logam tradisional (seperti besi tuang dan keluli) telah mendedahkan banyak masalah dalam aplikasi praktikal.
Di satu pihak, pekali pengembangan haba bahan logam adalah agak tinggi, biasanya melebihi 10×10⁻⁶/℃. Haba yang dijana semasa pengendalian peralatan ujian IC atau sedikit perubahan dalam suhu ambien boleh menyebabkan pengembangan haba yang ketara dan pengecutan asas logam. Sebagai contoh, tapak besi tuang sepanjang 1 meter boleh mengembang dan mengecut sehingga 100μm apabila suhu berubah sebanyak 10 ℃. Perubahan dimensi sedemikian adalah mencukupi untuk menjajarkan probe ujian dengan pin cip, mengakibatkan sentuhan yang lemah dan seterusnya menyebabkan herotan data ujian.
Sebaliknya, prestasi redaman asas logam adalah lemah, menjadikannya sukar untuk menggunakan tenaga getaran dengan cepat yang dihasilkan oleh pengendalian peralatan. Dalam senario ujian isyarat frekuensi tinggi, ayunan mikro berterusan akan memperkenalkan sejumlah besar hingar, meningkatkan ralat ujian integriti isyarat lebih daripada 30%. Di samping itu, bahan logam mempunyai kerentanan magnet yang tinggi dan terdedah kepada gandingan dengan isyarat elektromagnet peralatan ujian, mengakibatkan kehilangan arus pusar dan kesan histerisis, yang mengganggu ketepatan pengukuran yang tepat.
ii. "Kekuatan Tegar" Asas Granit
Kestabilan haba muktamad, meletakkan asas untuk pengukuran yang tepat
Granit dibentuk oleh gabungan ketat kristal mineral seperti kuarza dan feldspar melalui ikatan ionik dan kovalen. Pekali pengembangan habanya sangat rendah, hanya 0.6-5×10⁻⁶/℃, iaitu kira-kira 1/2-1/20 daripada bahan logam. Walaupun suhu berubah sebanyak 10 ℃, pengembangan dan pengecutan asas granit sepanjang 1 meter adalah kurang daripada 50nm, hampir mencapai "ubah bentuk sifar". Sementara itu, kekonduksian terma granit hanya 2-3 W/(m · K), iaitu kurang daripada 1/20 daripada logam. Ia boleh menghalang pengaliran haba peralatan dengan berkesan, mengekalkan suhu permukaan seragam asas, dan memastikan bahawa probe ujian dan cip sentiasa mengekalkan kedudukan relatif yang tetap.
2. Penindasan getaran super kuat mewujudkan persekitaran ujian yang stabil
Kecacatan kristal yang unik dan struktur gelongsor sempadan butiran di dalam granit memberikannya kapasiti pelesapan tenaga yang kuat, dengan nisbah redaman sehingga 0.3-0.5, iaitu lebih daripada enam kali ganda asas logam. Data eksperimen menunjukkan bahawa di bawah pengujaan getaran 100Hz, masa pengecilan getaran tapak granit hanya 0.1 saat, manakala tapak besi tuang ialah 0.8 saat. Ini bermakna asas granit boleh menekan serta-merta getaran yang disebabkan oleh permulaan dan penutupan peralatan, kesan luaran, dsb., dan mengawal amplitud getaran platform ujian dalam ±1μm, memberikan jaminan yang stabil untuk kedudukan probe skala nano.
3. Sifat anti-magnet semulajadi, menghapuskan gangguan elektromagnet
Granit ialah bahan diamagnet dengan kerentanan magnet kira-kira -10 ⁻⁵. Elektron dalaman wujud secara berpasangan dalam ikatan kimia dan hampir tidak pernah dipolarisasi oleh medan magnet luar. Dalam persekitaran medan magnet yang kuat sebanyak 10mT, keamatan medan magnet teraruh pada permukaan granit adalah kurang daripada 0.001mT, manakala pada permukaan besi tuang adalah setinggi lebih daripada 8mT. Sifat anti-magnet semulajadi ini boleh mencipta persekitaran pengukuran tulen untuk peralatan ujian IC, melindunginya daripada gangguan elektromagnet luaran seperti motor bengkel dan isyarat RF. Ia amat sesuai untuk menguji senario yang sangat sensitif kepada hingar elektromagnet, seperti cip kuantum dan ADC/Dac berketepatan tinggi.
Ketiga, aplikasi praktikal telah mencapai hasil yang luar biasa
Amalan banyak perusahaan semikonduktor telah menunjukkan sepenuhnya nilai asas granit. Selepas pengeluar peralatan ujian semikonduktor yang terkenal di seluruh dunia menggunakan asas granit dalam platform ujian cip 5G mewahnya, ia mencapai keputusan yang menakjubkan: ketepatan kedudukan kad siasatan meningkat daripada ±5μm kepada ±1μm, sisihan piawai data ujian menurun sebanyak 70%, dan kadar salah penilaian bagi satu ujian menurun dengan ketara daripada 0.0.5%. Sementara itu, kesan penindasan getaran adalah luar biasa. Peralatan boleh memulakan ujian tanpa menunggu getaran mereput, memendekkan kitaran ujian tunggal sebanyak 20% dan meningkatkan kapasiti pengeluaran tahunan sebanyak lebih 3 juta wafer. Di samping itu, asas granit mempunyai jangka hayat lebih 10 tahun dan tidak memerlukan penyelenggaraan yang kerap. Berbanding dengan asas logam, kos keseluruhannya dikurangkan lebih daripada 50%.
Keempat, menyesuaikan diri dengan trend perindustrian dan menerajui peningkatan teknologi ujian
Dengan perkembangan teknologi pembungkusan termaju (seperti Chiplet) dan peningkatan bidang yang muncul seperti cip pengkomputeran kuantum, keperluan untuk prestasi peranti dalam ujian IC akan terus meningkat. Pangkalan granit juga sentiasa berinovasi dan menaik taraf. Melalui rawatan salutan permukaan untuk meningkatkan rintangan haus atau dengan menggabungkan dengan seramik piezoelektrik untuk mencapai pampasan getaran aktif dan penemuan teknologi lain, mereka bergerak ke arah yang lebih tepat dan pintar. Pada masa hadapan, asas granit akan terus melindungi inovasi teknologi industri semikonduktor dan pembangunan berkualiti tinggi "cip Cina" dengan prestasi cemerlangnya.
Memilih asas granit bermakna memilih penyelesaian ujian IC yang lebih tepat, stabil dan cekap. Sama ada ia adalah ujian cip proses termaju semasa atau penerokaan masa depan teknologi termaju, asas granit akan memainkan peranan yang tidak boleh diganti dan penting.
Masa siaran: Mei-15-2025