Hari ini, dengan perkembangan pesat industri semikonduktor, pengujian IC, sebagai penghubung 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 pengujian IC menjadi semakin ketat. Asas granit, dengan sifat bahan dan kelebihan prestasi yang unik, telah menjadi "rakan kongsi emas" yang sangat diperlukan untuk peralatan pengujian IC. Apakah logik teknikal yang ada di sebalik ini?
I. "Ketidakupayaan untuk Mengatasi" Asas Tradisional
Semasa proses pengujian IC, peralatan perlu mengesan prestasi elektrik pin cip, integriti isyarat, dan sebagainya dengan tepat 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 agak tinggi, biasanya melebihi 10×10⁻⁶/℃. Haba yang dihasilkan semasa pengendalian peralatan ujian IC atau sedikit perubahan suhu ambien boleh menyebabkan pengembangan haba dan pengecutan tapak logam yang ketara. Contohnya, tapak besi tuang sepanjang 1 meter boleh mengembang dan mengecut sehingga 100μm apabila suhu berubah sebanyak 10℃. Perubahan dimensi sedemikian mencukupi untuk menyelaraskan prob ujian dengan pin cip, mengakibatkan sentuhan yang lemah dan seterusnya menyebabkan herotan data ujian.
Sebaliknya, prestasi redaman tapak logam adalah lemah, menjadikannya sukar untuk menggunakan tenaga getaran yang dihasilkan oleh pengendalian peralatan dengan cepat. Dalam senario ujian isyarat frekuensi tinggi, ayunan mikro berterusan akan memperkenalkan sejumlah besar hingar, meningkatkan ralat ujian integriti isyarat sebanyak 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 histeresis, yang mengganggu ketepatan pengukuran yang tepat.
Ii. "Kekuatan Tegar" Asas Granit
Kestabilan terma muktamad, meletakkan asas untuk pengukuran yang tepat
Granit dibentuk melalui gabungan ketat hablur 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 tapak granit sepanjang 1 meter adalah kurang daripada 50nm, hampir mencapai "ubah bentuk sifar". Sementara itu, kekonduksian haba granit hanya 2-3 W/(m · K), iaitu kurang daripada 1/20 daripada logam. Ia berkesan dapat mencegah pengaliran haba peralatan, mengekalkan suhu permukaan tapak seragam, dan memastikan prob ujian dan cip sentiasa mengekalkan kedudukan relatif yang malar.
2. Penindasan getaran yang sangat 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 daripada asas logam. Data eksperimen menunjukkan bahawa di bawah pengujaan getaran 100Hz, masa pelemahan getaran asas granit hanya 0.1 saat, manakala asas besi tuang ialah 0.8 saat. Ini bermakna asas granit boleh serta-merta menyekat getaran yang disebabkan oleh permulaan dan penutupan peralatan, hentaman luaran, dsb., dan mengawal amplitud getaran platform ujian dalam lingkungan ±1μm, memberikan jaminan yang stabil untuk kedudukan prob nano.
3. Sifat anti-magnet semula jadi, 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 terkutub oleh medan magnet luaran. Dalam persekitaran medan magnet yang kuat 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 semula jadi ini boleh mewujudkan persekitaran pengukuran tulen untuk peralatan ujian IC, melindunginya daripada gangguan elektromagnet luaran seperti motor bengkel dan isyarat RF. Ia amat sesuai untuk senario ujian yang sangat sensitif terhadap hingar elektromagnet, seperti cip kuantum dan ADC/Dac berketepatan tinggi.
Ketiga, aplikasi praktikal telah mencapai hasil yang luar biasa
Amalan pelbagai 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 probe meningkat daripada ±5μm kepada ±1μm, sisihan piawai data ujian menurun sebanyak 70%, dan kadar salah penilaian ujian tunggal menurun dengan ketara daripada 0.5% kepada 0.03%. Sementara itu, kesan penindasan getaran adalah luar biasa. Peralatan ini 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 berkurangan lebih daripada 50%.
Keempat, menyesuaikan diri dengan trend perindustrian dan menerajui peningkatan teknologi pengujian
Dengan perkembangan teknologi pembungkusan canggih (seperti Chiplet) dan peningkatan bidang baru muncul seperti cip pengkomputeran kuantum, keperluan untuk prestasi peranti dalam ujian IC akan terus meningkat. Asas 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, ia bergerak ke arah yang lebih tepat dan pintar. Pada masa hadapan, asas granit akan terus melindungi inovasi teknologi industri semikonduktor dan pembangunan "cip Cina" yang berkualiti tinggi dengan prestasinya yang luar biasa.
Memilih tapak granit bermaksud memilih penyelesaian ujian IC yang lebih tepat, stabil dan cekap. Sama ada ujian cip proses canggih semasa atau penerokaan teknologi canggih pada masa hadapan, tapak granit akan memainkan peranan yang tidak tergantikan dan penting.
Masa siaran: 15 Mei 2025