一根探针背后的国产突围

近年来，AI大模型持续火热，推动GPU、HBM、高速互联、先进封装等技术快速迭代，整个半导体产业链都在围绕"更高算力"展开竞争。然而，当外界将目光聚焦于GPU、存储和先进制程时，一个过去鲜少被关注的环节，也正在随着AI浪潮悄然发生变化——半导体测试。
 
对于一颗拥有数万个甚至数十万个I/O接口的AI芯片而言，如何在晶圆出厂前完成高速、高密度、高可靠性的测试，已经成为影响产品良率、性能乃至量产效率的重要环节。而支撑这一过程的探针、测试座、探针卡等测试接口产品，也正在从过去的"配套件"，成长为AI时代不可或缺的关键基础设施。
 
鲜为人知的是，一根性能优异的探针，并不仅仅依赖于精密加工，其背后是一整套从材料、工艺到MEMS精微制造能力的长期积累。
 
一根越来越重要的“针”
 
作为晶圆测试的重要部件，很多人认为，探针不过是一根金属针。
 
事实上，一根用于测试的探针，因为需要在极小尺寸下完成数十万次甚至上百万次稳定接触，同时兼顾导电性、弹性、耐磨性、高频信号完整性等多个指标，这就使得其难度远超普通机械零件。
 
从结构上看，探针通常由针头、针尾、弹簧以及外管四大核心部件组成，通过精密设备进行铆压、预压等工艺加工后形成。由于半导体器件不断向小型化、高集成度方向发展，特别是芯片尺寸日益微缩，对探针的精度提出了更高要求，其尺寸需达到微米级水平。因此，探针属于典型的高端精密电子元器件，制造过程中涉及高精度加工、材料控制及工艺调控等多项技术，具备较高的技术门槛。
 
换而言之，要打造一根高性能的探针，并不是从加工开始，而是从材料就开始。基于对硬度及抗弯性等机械性能、电阻率等电气性能的要求，市场上也有多种探针材料可供选择。
 
据不完全统计，常见的探针材料包括钨、钨铼合金、铍铜、镍合金以及钯合金等。其中，钨及钨铼因硬度高、耐高温、抗磨损性能优异，被广泛应用于传统悬臂式探针；而随着先进制程、高密度芯片及MEMS探针卡的发展，镍基材料、钯合金等具备更好微加工能力和弹性恢复性能的材料逐渐成为高端探针的重要选择。
 
由于晶圆测试对探针的尺寸精度、接触可靠性和使用寿命提出越来越高的要求，探针材料不仅需要满足微米级加工需求，还需在高频、高电流以及长期反复接触环境下保持稳定性能。因此，先进探针制造已经不再只是材料选择问题，而是材料体系、精密加工、表面处理和微结构设计等多项技术能力的综合体现。
 
特别是随着AI芯片、高性能计算、HBM及先进封装的发展，高端晶圆测试探针对材料和工艺的要求也将持续提升。
 
过去，我们使用的是传统的悬臂式和垂直式探针，它们通常采用机械加工方式制造。在这些时代，因为晶体管数量较少、芯片结构相对简单的阶段，晶圆测试主要目的是筛选出能够正常工作的芯片。因此，探针测试项目主要集中在直流参数测试（DC Test），包括电压、电流、漏电、阈值电压等基本电气特性，以及简单的功能测试，用于判断芯片是否存在制造缺陷。但是，随着芯片焊盘间距不断缩小、I/O数量持续增加，其在精度、一致性和高密度布局方面逐渐遇到瓶颈。
 
面对这种需求，MEMS探针愈发重要。通过利用半导体微加工工艺制造，MEMS探针可以实现更小尺寸、更高密度、更好的批量一致性，因此更适合先进制程芯片和复杂封装测试需求。
 
在探针从悬臂式、垂直式，走向当前以MEMS探针为主的当下，这种产品在半导体产业链中的位置也悄然发生了转变。
 
一个正在发生转变的行业
 
作为一个半导体测试产业链中的“隐形角色”，探针过去更多被视为测试环节中的基础耗材，但随着芯片性能提升和制造复杂度增加，探针正在成为影响测试效率、良率和成本的重要环节。尤其是在先进节点和高端封装领域，探针不仅需要实现更细间距、更高可靠性的电气连接，还需要应对高速信号传输、大电流冲击以及长期循环测试带来的挑战。
 
正因如此，MEMS技术在探针中的重要性与日俱增。究其原因，是因为MEMS技术能够实现微米级结构加工，并通过优化弹性结构提升探针寿命和接触稳定性，因此能够满足Fine Pitch（细间距）、高Pin Count（高针数）测试需求。
 
对于MEMS探针而言，我们还需要认识到的一个点就是这类产品的难点并不只是“做小”，而是在微米尺度下同时实现复杂结构设计、材料性能控制和批量制造一致性。探针在测试过程中既要具备足够的弹性和疲劳寿命，以承受数万次甚至更高频率的反复接触，又要保持极低的接触电阻和稳定的信号传输能力。这意味着企业需要掌握从MEMS设计、晶圆级制造、精密加工到测试验证的完整工艺体系，而这种长期积累形成的制造能力，也构成了高端探针市场的重要技术壁垒。
 
熟悉这个行业的读者都知道，在半导体测试探针这一核心领域，长期呈现“高端以日韩美为主、中低端向中国转移”的格局，全球探针赛道也主要由两类厂商占据：一类是以韩国 LEENO（市场份额约12%）、英国 Smiths Interconnect（约9%）、美国 Cohu（约8%）以及德国 INGUN、Feinmetall 等为代表的海外龙头，它们在高端铼钨合金、钯银合金材质以及高频、高可靠性探针领域占据先发优势；另一类则是传统封测座厂商的自研配套。在全球独立专业 FT 探针供应商中，海外与中国台湾企业长期占据主导，中国大陆企业整体仍处于追赶阶段。
 
然而，随着国内晶圆厂及封测产能的规模化建设，以及国际不确定性因素增加，打造自主可控的本土高端探针供应链已势在必行。
 
正是在这样的背景下，国内一批半导体测试零部件企业开始加速技术突破。其中，和林微纳便是极其关键的代表。作为全球独立专业 FT 探针领域的佼佼者（全球市场份额约 6.6%，中国境内企业排名第一），和林微纳凭借“能对标海外大厂、服务实现极速贴合”的综合实力，已从国产替代的追随者，成长为高端测试探针赛道上有力的挑战者。


 
一家中国企业的崛起
 
作为一家专注于微型精密制造技术的国家高新技术企业，也是先进半导体测试领域的重要供应商，和林微纳的成立最早可以追溯到2007年。自成立以来，公司一直在精密制造方面进行深耕。而因应公司的发展现状以及行业的发展需求，和林微纳后来切入探针、MEMS探针等多个赛道，并最终打造了如今的产品和护城河。
 
和林微纳也表示，在长期积累的微型精密制造能力之上。公司长期深耕MEMS微机电及半导体芯片测试领域，形成了MEMS精微电子零部件和半导体测试探针两大业务方向。
 
首先看微机电（MEMS）精微电子零组件领域，据介绍，和林微纳这项业务在全球排名跃居第二，市占率高达12.4%。能获得这样的表现，与公司将零部件产线不良率推到行业领先的“低至 5PPM”（每百万件不良品不超过5件），对应良品率高达99.9995%有着莫大的关系。站在这些领先产品之上，和林微纳通过积极参与国际竞争成功进入国际先进 MEMS 厂商供应链体系并积累了优质的客户资源。
 
来到半导体芯片测试探针领域。根据弗若斯特沙利文的统计数据，在全球FT探针市场，和林微纳排名第四，市占率6.6%。具体到中国FT探针市场，和林微纳在境内企业中的排名更是稳居第一。其他诸如MEMS晶圆测试探针（CP探针）和超高频同轴探针等产品，和林微纳也表现出色。
 
能达成这样的成就，一方面得益于公司已具备弹簧探针核心部件的全流程自主制造能力，是国内少数能够实现针头、套筒、弹簧三大关键组件自制的企业之一；另一方面，从原材料采购、精密加工、表面处理到最终成品检测，公司建立了完整的内部质量管控体系，实现生产全过程可追溯，不依赖外部供应链；此外在长期研发和量产过程中，公司围绕探针针尖电镀工艺、弹性材料选择以及失效分析等关键环节持续积累技术数据，不断优化产品性能，使探针在接触阻抗控制、机械疲劳寿命等核心指标方面达到国际一流水平，为满足先进半导体测试对高精度、高可靠性探针的需求提供了保障。
 
正是依托于这些领先技术研发能力和产品服务能力，和林微纳在半导体探针方面已与包括全球TOP 3存储大厂和国内头部封测企业在内的全球知名厂商建立了多年的探针供应合作关系。


 
如上图所示，从营收结构看，半导体芯片测试探针在公司业务中的营收占比尚不足50%。但高达44.88%的毛利率、同比增幅超过118%的强劲增长态势，却清晰地指向一个判断——探针业务正已经成为和林微纳最具成长性的利润引擎。这种高毛利率背后，也体现了和林微纳在探针领域不可替代的技术身位。
 
据介绍，和林微纳是国内少数实现探针针头、套筒、弹簧全流程自制的企业，针尖精度≤25μm，寿命达20万次，支持40GHz高频及3nm先进制程芯片测试，技术水平比肩国际巨头。更是中国境内唯一向海外市场出口半导体最终测试探针的领先企业，也是境内首家实现同轴探针大规模量产的企业。这样的技术纵深与市场卡位，赋予了公司在高端晶圆测试领域强大的议价能力。
 
展望未来，和林微纳表示，公司将继续围绕微型精密制造这一核心能力，深化MEMS精微电子零部件和半导体测试探针两大业务布局。
 
在半导体测试领域，和林微纳将持续推进高性能探针卡、晶圆测试探针以及基板测试等产品研发，进一步提升在前道晶圆测试和先进测试界面领域的布局能力。其中，公司已完成“MEMS工艺晶圆测试探针研发量产项目”的阶段性建设，实现2D垂直探针卡量产，并持续推动产品性能优化和产业化应用。与此同时，和林微纳计划依托技术研发和工艺积累，持续拓展以微型精密制造为基础的高附加值产品，包括半导体前道晶圆测试探针卡、后道测试界面连接系统方案等战略方向。
 
“在巩固现有MEMS精微零组件和半导体测试探针优势的基础上，公司将进一步完善产品矩阵，提高产品性能和技术水平，以满足半导体产业链对于高性能测试需求的提升。”和林微纳强调。
 


写在最后
 
过去十年，中国半导体产业的发展，一方面围绕终端需求持续突破，打造先进的芯片产品和技术能力；另一方面，在全球产业竞争格局深刻变化的背景下，如何构建安全、稳定、自主可控的供应链体系，也成为中国半导体产业迈向高质量发展的重要课题。
 
半导体产业的竞争，从来不仅是单点技术的竞争，更是涵盖材料、设备、零部件、工艺和制造能力在内的全产业链竞争。越是处于产业链深处、越是看似不起眼的关键环节，越决定着整个产业体系的韧性与高度。
 
在高端半导体测试探针这一曾被海外巨头长期垄断的“卡脖子”环节，和林微纳完成了从跟随到突围的跨越。这不仅印证了中国高端精密制造的硬核实力，更表明本土企业完全有能力在全球半导体产业链的核心环节中，锁定不可替代的生态位。