Южнокорейские Samsung Electronics и SK Hynix продвигают массовое производство 16-слойной HBM4, ускоряя модернизацию пробниковых карт

Репортаж от Wedoany，Южнокорейские Samsung Electronics и SK Hynix в 2026 году одна за другой объявили о начале этапа наращивания массового производства 16-слойной HBM4. По мере того как в одной микросхеме памяти интегрируется больше кристаллов DRAM, сквозных кремниевых переходов и микровыступов, точность тестирования пластин напрямую влияет на итоговый выход годных изделий. Пробниковые карты, ранее считавшиеся расходным материалом для тестирования, становятся ключевым оборудованием для контроля уровня брака и себестоимости производства на линиях HBM4.

Пробниковая карта контактирует с контактными площадками пластины через десятки тысяч микронных зондов, проводя электрические испытания и отбраковку дефектных микросхем. 16-слойная HBM4 использует вертикальное наложение нескольких кристаллов, и дефект в любом слое может привести к браку всей микросхемы. При выходе годных одного слоя в 97% общий выход после сборки 16 слоев снизится ниже 61%, поэтому микросхемы должны максимально точно отбраковывать дефектные кристаллы до этапа наложения.

Файсал Гориавалла, директор по управлению продуктами SLM компании Synopsys (США), отметил, что данные облачных провайдеров уже показывают: отказы HBM являются важной причиной неисправностей GPU в центрах обработки данных. Интерфейс памяти HBM4 расширен до 2048 бит, количество сквозных кремниевых переходов и общее количество микровыступов увеличилось, а шаг внешних выступов продолжает уменьшаться, что предъявляет более высокие требования к точности позиционирования, плотности каналов, целостности сигнала и стабильности контакта пробниковых карт.

Малый шаг становится самой непосредственной производственной задачей. Шаг выступов HBM4 сжат до менее 40 микрон, а на отдельных участках приближается к 10 микронам. Точность позиционирования зондов должна контролироваться в пределах ±1 микрона, при этом необходимо обеспечить равномерное усилие на десятках тысяч зондов. Традиционные консольные зонды не могут удовлетворить этим требованиям, и MEMS-зонды, изготовленные с использованием фотолитографии и микроэлектромеханической обработки, становятся основным решением для тестирования высококлассной HBM.

В то же время тестирование HBM4 должно справляться с большими токами, высокоскоростными сигналами и высокой плотностью теплового потока. Пиковое энергопотребление одного пакета HBM4 более чем на 50% выше по сравнению с предыдущим поколением. Одна пробниковая карта в процессе тестирования может нести ток в сотни ампер, а локальные горячие точки ускоряют износ зондов. Скорость передачи данных, превышающая 10 Гбит/с, также требует использования материалов с низкими потерями для подложки пробниковой карты, строгого контроля длины дифференциальных линий и непрерывности импеданса, а также снижения перекрестных помех между соседними каналами.

Тепло, выделяемое при 16-слойном наложении, также вызывает деформацию пластины и структуры зондов. 12-дюймовая пластина при высокотемпературном тестировании может дать изгиб около 200 микрон, а тестирование HBM требует охвата нормальных, высоких и низких температур. Материал зондов должен поддерживать стабильное контактное сопротивление в диапазоне от минус 40 до 125 градусов Цельсия. Для уменьшения ошибок совмещения, вызванных изменениями температуры, подложки высококлассных пробниковых карт переходят от традиционного материала FR-4 к нитриду алюминия, карбиду кремния, низкорасширяющейся керамике и стеклу.

В настоящее время высококлассные пробниковые карты превратились из простых игольчатых плат в сложные тестовые системы, включающие слои пространственного преобразования, многослойные подложки и массивы зондов высокой плотности. Нитрид алюминия в основном используется для балансировки теплоотвода и контроля теплового расширения, карбид кремния ориентирован на тестирование с более высокой плотностью мощности, а стеклянные материалы могут использоваться для высокоскоростных сигнальных трактов. Зонды, изготовленные по MEMS-технологии, позволяют контролировать размер острия, упругость и контактное усилие на микронном уровне. Некоторые высококлассные продукты выдерживают более 500 000 контактов, а ресурс отдельных моделей достигает миллиона контактов.

Мировой рынок высококлассных пробниковых карт для памяти в настоящее время в основном занят американской FormFactor, итальянской Technoprobe и японской MJC. Эти три компании вместе контролируют более 70% мирового рынка MEMS-пробниковых карт для памяти. FormFactor уже вошла в цепочку поставок таких производителей памяти, как южнокорейские Samsung Electronics и SK Hynix, а цены на сопутствующие продукты для HBM4 выросли по сравнению с предыдущим поколением.

Китайские производители также продвигают массовое производство MEMS-пробниковых карт. Китайская компания Qiangyi Semiconductor в 2025 году заняла 3,87% мирового рынка, заняв шестое место в мире, однако пробниковые карты для HBM4 со сверхмалым шагом, большими токами и высокими частотами все еще находятся на стадии верификации. С расширением производственных мощностей HBM фокус конкуренции в области пробниковых карт смещается от простого увеличения количества зондов к комплексному соперничеству в области материалов, терморегулирования, целостности сигнала и микронных производственных возможностей.