如今，隨著半導體產業的快速發展，積體電路（IC）測試作為保障晶片性能的關鍵環節，其精度和穩定性直接影響晶片良率和產業競爭力。隨著晶片製造流程不斷向3nm、2nm乃至更先進的節點邁進，IC測試設備核心零件的要求也日益嚴苛。花崗岩基座憑藉其獨特的材料特性和性能優勢，已成為IC測試設備不可或缺的「黃金搭檔」。這背後蘊含著怎樣的技術邏輯呢？
一、傳統基地的“應對能力不足”
在積體電路測試過程中，設備需要在奈米尺度上精確檢測晶片引腳的電氣性能、訊號完整性等。然而，傳統的金屬基底（例如鑄鐵和鋼）在實際應用中暴露出許多問題。
一方面，金屬材料的熱膨脹係數相對較高，通常高於10×10⁻⁶/℃。積體電路測試設備運作過程中產生的熱量，甚至環境溫度的微小變化，都會導致金屬基座顯著的熱脹冷縮。例如，1公尺長的鑄鐵基座在溫度變化10℃時，其尺寸變化可達100μm。如此大的尺寸變化足以使測試探針與晶片引腳錯位，導致接觸不良，進而造成測試數據失真。
另一方面，金屬底座的阻尼性能較差，難以快速吸收設備運作產生的振動能量。在高頻訊號偵測場景下，持續的微振盪會引入大量噪聲，使訊號完整性偵測誤差增加30%以上。此外，金屬材料具有較高的磁化率，容易與檢測設備的電磁訊號耦合，導致渦流損耗和磁滯效應，進而影響精密測量的準確性。
二、花崗岩基座的“核心強度”
極致的熱穩定性，為精確測量奠定了基礎
花崗岩是由石英和長石等礦物晶體透過離子鍵和共價鍵緊密結合而成。其熱膨脹係數極低，僅0.6-5×10⁻⁶/℃，約為金屬材料的1/2-1/20。即使溫度變化10℃，1米長的花崗岩底座的膨脹和收縮也小於50nm，幾乎達到「零變形」。同時，花崗岩的導熱係數僅2-3 W/(m·K)，不到金屬的1/20。它可以有效防止設備熱傳導，保持底座表面溫度均勻，並確保測試探頭和晶片始終保持恆定的相對位置。
2. 超強的振動抑制能力創造了穩定的測試環境
花崗岩內部獨特的晶體缺陷和晶界滑移結構賦予其強大的能量耗散能力，阻尼比高達0.3-0.5，是金屬基座的六倍以上。實驗數據表明，在100Hz振動激勵下，花崗岩基座的振動衰減時間僅為0.1秒，而鑄鐵基座的振動衰減時間為0.8秒。這意味著花崗岩基座能夠瞬間抑制設備啟動和停止、外部衝擊等引起的振動，並將測試平台的振動幅度控制在±1μm以內，為奈米探針的定位提供穩定的保障。
3. 天然的抗磁性，消除電磁幹擾
花崗岩是一種抗磁性材料，磁化率約為-10⁻⁵。其內部電子以成對形式存在於化學鍵中，幾乎不會被外部磁場極化。在10mT的強磁場環境下，花崗岩表面的感應磁場強度小於0.001mT，而鑄鐵表面的感應磁場強度則高達8mT以上。這種天然的抗磁性可以為積體電路測試設備創造一個純淨的測量環境，使其免受車間馬達和射頻訊號等外部電磁幹擾。它尤其適用於對電磁雜訊極為敏感的測試場景，例如量子晶片和高精度類比數位轉換器/數位類比轉換器。
第三，實際應用已取得顯著成效
眾多半導體企業的實踐充分證明了花崗岩底座的價值。一家全球知名的半導體測試設備製造商在其高階5G晶片測試平台中採用花崗岩底座後，取得了驚人的成果：探針卡的定位精度從±5μm提升至±1μm，測試數據的標準差降低了70%，單次測試的誤判率也從0.5%顯著下降至0.03%。同時，其抗振效果也十分顯著。設備無需等待振動衰減即可啟動測試，單次測試週期縮短了20%，年產能提升超過300萬片晶圓。此外，花崗岩底座的使用壽命超過10年，無需頻繁維護。與金屬底座相比，其整體成本降低了50%以上。
第四，適應產業發展趨勢，引領檢測技術升級。
隨著先進封裝技術（如Chiplet）的發展以及量子運算晶片等新興領域的興起，積體電路測試對裝置性能的要求將不斷提高。花崗岩基板也不斷創新升級，透過表面塗層處理增強耐磨性，或與壓電陶瓷結合實現主動振動補償等技術突破，正朝著更精準、智慧化的方向發展。未來，花崗岩基板將憑藉其卓越的性能，繼續保障半導體產業的技術創新和「中國晶片」的高品質發展。
選擇花崗岩底座意味著選擇更精準、穩定、高效的積體電路測試解決方案。無論是目前先進製程晶片測試，或是未來尖端技術的探索，花崗岩底座都將發揮不可取代的重要作用。
發佈時間：2025年5月15日