本期话题:
20年围绕半导体测试领域深耕细作
丰富的从业经验,为测试行业不断输送人才
国内外半导体测试领域的差距与发展方向
20年围绕半导体测试领域深耕细作
幻实(主播):欢迎大家关注芯片揭秘,我是主播幻实,在我身旁的是来自上海顶策科技股份有限公司的创始人孙鹏程,我知道顶策是一家专注于半导体测试技术研发和应用的公司,所以今天想和孙总聊一聊您创业背后的故事,包括您创办顶策时的构想是怎样的?贵司的产品和服务有哪些?
孙鹏程(嘉宾):2002年我毕业于合肥工业大学,当时学的是与芯片测试相关的测控技术专业。当时测控专业是为了航空航天卫星应用方向来培养人才的,最后进入半导体行业的人很少。我正好是进入了一家国有企业(华越微电子),从事芯片测试工作。在2002年,这家公司的产业链就已经很全了,从芯片的设计到Fab加工、再到晶圆测试、封装测试,几乎涵盖了半导体整个产业链。
孙鹏程(嘉宾):它是国有企业,整条产业链从头到尾都有涉及,后来我到了上海一家芯片设计的公司任职,这家公司是由华为海思出来的团队组成,因此,它的产品线、测试平台都比较高端,甚至包括了光通讯产品,这种产品在当时国内还是比较少的,再后来,我去了很多其他的芯片设计公司以及做测试设备的原厂,前后有20多年的行业经历。
2015年之后,我开始创业,在本职工作之外的业余时间里,我建立了一个芯片测试的网站(www.ictest8.com),基于该网站我们做了很多公益性质的测试研讨会以及测试培训,久而久之,有很多学生会给我们提供一些业务,因此,我们就注册了一家公司来真正从事芯片测试相关的一些工作。
幻实(主播):其实芯片揭秘也是公益性的一个栏目,感觉您做的事情和我们有异曲同工之处。
孙鹏程(嘉宾): 是的,在这个公司成立之前,我们就做了很多公益性质的研讨会、培训会,公司成立之初的第一个业务就是做测试培训。那时候,培训其实也是半公益的性质,因为公司成立后需要运营费用,这项培训业务持续了大概三五年,之后其他业务才逐一显现,如测试硬件的设计及制作、测试程序的开发以及一些测试设备、测试服务。展开的原因是因为我们培训了大概几千人的测试工程师,他们慢慢给我们带来了一些业务。
2021年,我们在临港成立了一家针对汽车电子的高端芯片的全资子公司,它对可靠性要求比较高,我们也针对这块领域做了一些布局,可以说我们一直在芯片测试这条细分领域中深耕细作。
幻实(主播): 芯片的要求如果比较高,那么对测试的要求也会相应地提高。听完您的创业历程,我觉得这一路走来确实非常不容易。
孙鹏程(嘉宾):我觉得也算是水到渠成,没有刻意地去做一些决定,时机到了,自然而然地注册了一家公司,然后慢慢开始拓展业务,但总而言之,我们所做的事情都是围绕芯片测试领域。
丰富的从业经验,为测试行业不断输送人才
幻实(主播): 您能和我们分享一下,目前半导体测试领域存在怎样的一个产业格局?具备怎样的特色?目前该领域的市场竞争情况又是怎样的?
孙鹏程(嘉宾):好的,测试领域是整个半导体产业链中非常关键的一个环节,因为只有经过测试之后,产品才能交付给客户使用,如果这道工序没有做好,那客户端的使用就会遇到很多问题。尤其是现在的汽车电子、军工、航空等行业,它们对芯片的质量要求非常高,因此测试的要求也要随之提高。
原来的消费电子,像手机、家电等产品,它们的失效率可能允许在 10几个PPM,但现在的汽车芯片要在2个PPM以下,甚至有一些更高要求的产品,不允许有失效的发生。因此,对于测试工程师而言,需要掌握的知识和积累的经验要足够丰富。
PPM:在芯片制造领域,不良率、失效率是用来衡量芯片好坏的重要指标,通常用PPM(百万分之几:part per million)表示,良率特别高的还会用PPB(十亿分之几:part per billion)表示。其中“不良率”一般用于衡量生产过程中的芯片,“失效率”则主要用于衡量售出后使用过程中的芯片。
幻实(主播): 也就是说良品率的容忍度越来越低。
孙鹏程(嘉宾):是的,而且它在使用的过程中也不能失效。失效分为两种,一种是在贴上板子之后马上就失效,这种失效客户在前期就能发现;还有一种失效是在使用的过程中出现失效,这种失效给客户带来的损失非常大,尤其是在汽车领域,如果芯片安装在汽车上,行驶了一段时间后突然失效了,就需要将整辆汽车运回来,特别是一些像比亚迪这样出口海外的汽车,失效后,需要从国外运回到国内,成本会更高。因此,在汽车上使用的芯片,基本上是不允许有失效的。
幻实(主播):每一颗料都要经过测试吗?
孙鹏程(嘉宾):是的,每一颗料都要经过多道测试,包括晶圆测试,封装后的测试,以及可靠性的测试。其中可靠性测试包括很多项目,必须按部就班地把这些项目全部测完,才能交付给客户使用,测试环节的要求也比原来要高很多。
幻实(主播):其实要求越高就越证明必须是非常资深的人才能够完成这项工作,所以这个行业的从业者应该不多吧?
孙鹏程(嘉宾):是的,纵观全国,目前测试工程师可能也就几万人左右,我们大概培训了其中的一半。一个人从刚进入这个行业到真正进入测试工程师这个角色,并且能够独立完成一些事情,这可能需要三年左右的时间。但如果经过我们的培训,可能只需要两个月左右,就可以让他掌握三年以上经验的水平。因此,从这方面来看,我觉得我们对整个行业的贡献是比较大的。
幻实(主播):这种学校都无法完成的事情,你们是如何做到的?
孙鹏程(嘉宾): 因为我们在这个行业耕耘的时间比较长,因此,我们知道学生需要掌握哪些知识,对应的培训就可以做到鞭辟入里,去繁从简,针对芯片测试领域挑选出重点需要掌握的知识。当然,我们还会结合一些实际的操作、实际的项目去培训,同时,由我们的资深工程师进行讲解和指导,并且,在整个培训过程中,我们也会把一些需要注意的细节,或者是我们积累的经验及教训分享给学员,帮助他们快速成长。而学校里教的内容虽多,但有些是测试工程师用不到的知识,学习起来会相对费时费力。
幻实(主播):你们的培训更具实操性,能让他们少走弯路。再回到你们还提供的测试服务方向,我听很多人说做测试服务是一个“卷”设备的行业,大家要有自己的测试设备机,量最大,性价比就最高,您怎么看待这个说法?你们在竞争过程中如何选择自己的竞争优势?
孙鹏程(嘉宾):其实“卷”设备这件事情确实存在,特别是在高端的芯片测试领域,基本上以国外进口为主,泰瑞达(Teradyne)和爱德万(advantest)基本上垄断了半导体高端测试设备市场。国内的ATE市场的供应商也有一些,但基本上偏中低端,如模拟低速的数字,还有一些混合信号等产品,基本上国内还算比较有优势。
而我们的优势其实是可以提供整体的解决方案。因为很多供应商,不管是设备商还是封测商,他们只是提供一个环境,或者说他提供设备、场地,再让他们的工程师来解决测试中的问题。而我们的优势在于只要芯片设计公司提供了一款芯片,他要测这款芯片的整个流程,我们就可以帮他把所有的事情都解决掉,包括帮他选好设备、做好程序开发,以及做好测试电路板等。
幻实(主播):所以您是把方案给客户制定出来,但测试环境未必都在您这儿体现,对吗?
孙鹏程(嘉宾):是的,有些环境我们会和长电科技、通富微电等这种大型封测厂合作,有些也可以在我们自己的实验室里完成。
幻实(主播): 所以这个行业还是需要卖脑力的,现在中国的测试服务行业竞争激烈吗?
孙鹏程(嘉宾):目前而言,除了三大封测厂——长电科技、通富微电、华天科技,还有很多中小型封测厂,可以说当前还是非常“卷”的,但像我们这种提供整体解决方案的厂商还比较少,因为它其实本身不是很挣钱,一个方案预算可能十几万,但投入的人力成本会非常高。
幻实(主播): 关键还需要经验非常丰富的测试工程师。
孙鹏程(嘉宾):没错,一个测试工程师一个月可能就要大几万的人力成本,而一个项目可能也就十几万、二十几万,所以做这个项目,我们开发其实不太挣钱。但他对整个行业而言十分有益,或者说竞争优势还是比较明显的。很多设计公司在创立初期不会配备芯片测试工程师,所以我们这种第三方整体解决方案的供应商就会有市场需求。当然,我们会把他们后端的CP测试、FT测试,包括可靠性测试等全部解决掉。
CP测试:CP测试(chip probing)指的是,在晶制造之后、封装之前,在未进行划分封装的整片晶圆上通过探针将裸露的芯片管脚和测试机相连,进行的芯片测试步骤。CP测试主要目的是对晶粒电性能参数进行测试,保持生产质量以及合格率,提高良率、降低后续封测成本。
FT测试:FT测试(Final test),也称终测FT,是封装后的成品测试,是芯片进入系统之前的最终检测,发生在封装完成之后。成品测试是对封装后的芯片进行功能和电参数性能测试,保证出厂的每颗集成电路的功能和性能指标能够达到设计规范标准。
幻实(主播):你们现在可以覆盖所有的芯片类型吗?
孙鹏程(嘉宾): 基本上在中低端市场能够实现全覆盖,在高端市场,其实很多时候是不会进行外包的,因为这块涉及到公司的核心技术,比如华为的麒麟9000就完全由他们自己的测试工程师来完成,这种测试方案和他们的芯片设计联系得非常紧密。
幻实(主播): 他们不会把这些know how给透露给第三方,所以其实我们服务的产品可能偏成熟一点,比如一些个性化的产品,可能企业就会自己去布局测试工程师。
孙鹏程(嘉宾):没错,另外对成本要求比较高的产品可能也会找到我们,比如一款产品在市场上的测试成本是1元,用我们的方案可能0.5元就可以实现,成本方面我们会更有优势。
国内外半导体测试领域的差距与发展方向
幻实(主播):从测试角度来说,您觉得现在中国的半导体芯片市场发展的竞争水平,距离海外还有多大的距离或者说空白点、差距点在哪里?如果要提升的话,可以从哪些方向入手?
孙鹏程(嘉宾):从测试角度来说,在中低端市场,我们完全有能力去自主解决,但在中高端市场跟海外还是有一些差距,保守估计在5到10年左右。
幻实(主播):很多人都说只要中国做成了一个产品,它马上就会被打成低端市场,不知道芯片领域是不是这样呢?
孙鹏程(嘉宾):其实也大同小异,但现在这种情况可能会有所改善,因为中国在前面这么多年一直处于高速发展的阶段,现在像汽车电子等行业对质量要求更高了,它就需要从高速发展转变到高质量发展。而高质量阶段必然会带来很多隐性成本,这些成本是无法规避的,所以以后这种“白菜价”的产品可能会越来越少。
芯片揭秘 主播幻实(右) 对话,上海顶策科技股份有限公司 创始人孙鹏程(左)
而“白菜价”产品的出现是因为大家对质量的要求不高,或者说不是很重视,因此这块成本占得很少,同样一款芯片,如果国外做得是一元,那国产可能一毛就能做,因为它节省了很多质量控制的成本。国外像TI、ADI他们做一款芯片,本身的加工成本也不多,但在测试质量控制方面的成本可能占据了更大的比例,所以他们卖的要更贵一些。
幻实(主播):把钱花在哪里需要有自己战略性的选择,感谢孙总的分享,让我们收获颇多。最后您作为一位行业资深的测试从业者有什么想要对外呼吁和号召的吗?
孙鹏程(嘉宾):希望国内的不管是工程师,还是创业者,都能够真正沉下心来,把自己专业内的事情做得更好,尽快赶超发达国家。其实主要还是得认清差距,因为前两年半导体行业非常火热,很多投资机构进来之后,实际上大部分都没有去关注技术细节,他们可能更在意资本运作的层面。另外,我也希望有更多专业的人才进入半导体行业,一起推动半导体行业的高质量发展。
幻实(主播):感谢您的鼓励,我觉得确实未来的路任重道远,我们遇到的困难不是靠一点热钱就能解决,还是需要大家夜以继日的共同努力。谢谢孙总的分享,也祝福顶策科技发展得越来越好。
半导体测试在半导体产业链中占据至关重要的地位。2023年,中国半导体测试市场规模达到约383亿元。集成电路产业链涵盖芯片设计、制造、封装以及测试等多个环节,如今,各个环节均已发展成为独立且成熟的子行业。
半导体测试主要分为 “封测一体” 和独立第三方两种模式。“封测一体化” 作为半导体产业链分工的常见模式之一,相关企业会将封装与测试环节一同完成。然而,伴随集成电路产业的不断发展,“独立第三方测试服务” 这一全新模式率先在中国台湾地区这个集成电路产业高度发达的地区诞生。该模式具有独特优势,并且经过了三十年的实践验证,完全符合行业的发展趋势。当前,第三方测试模式具备专业性强、中立客观等显著优势。