一、作为芯片良率管控关键门槛部件,半导体探针卡行业需求随半导体产业周期波动上行
半导体探针卡(Probe Card),是半导体晶圆 CP 测试(Chip Probing,晶圆针测)环节专用的精密定制化接口治具与核心耗材,架设在自动测试设备 ATE 与未切割、未封装的晶圆之间,通过微米级精密探针阵列和晶圆芯片焊盘 / 凸点形成可靠电气连通,传输测试激励信号并回采芯片反馈电信号,批量检测裸晶粒电气性能、筛选不良芯片。
作为芯片良率管控的关键门槛部件,半导体探针卡行业需求随半导体产业周期波动上行。2018-2024年我国半导体探针卡需求量由1393张增长至2746张,实现接近翻倍增长,其中2021-2022年,全球芯片周期上行、国内晶圆厂大规模新建投产、成熟制程产能快速释放,下游封测、晶圆测试需求集中爆发,探针卡需求量连续两年突破 3000 张高位。综合晶圆厂扩产进度、先进制程导入速度、测试频次提升、存量探针卡周期性更换等多重驱动因素测算,我国半导体探针卡市场正进入新一轮加速成长周期,2025 年需求量增至 2965 张,需求规模延续扩张态势。
数据来源:观研天下数据中心整理
二、伴随先进封装技术规模化落地,MEMS探针卡主流地位有望进一步巩固提升
根据结构和技术路线不同,半导体探针卡主要分为悬臂式探针卡、垂直式探针卡、MEMS探针卡等类型。
根据观研报告网发布的《中国半导体探针卡行业发展趋势分析与未来前景预测报告(2026-2033年)》显示,悬臂式探针卡采用单端固定的悬臂弹簧结构,探针像吊桥一样从基板表面延伸至晶圆。这种设计成本较低、制造工艺成熟,但存在明显局限:探针间距较大、针痕较深,高频信号传输性能受限(通常低于400Mbps)。因此,悬臂式探针卡主要应用于传统模拟芯片、成熟制程逻辑芯片等对测试密度和频率要求不高的场景,正在逐步被更先进的技术路线取代。
垂直式探针卡的探针垂直排列,通过探针筒导向实现精准的垂直运动。这种结构能形成稳定的接触力,使用寿命更长,且可支持更高的探针密度(通常超过8000针)和更细的焊盘间距(小于50微米),广泛应用于手机处理器、GPU、射频芯片等中高端应用场景,是当前市场的重要组成部分,但其制造成本较高,且出现损坏时无法单针更换,维护成本较高。
MEMS 探针卡依托成熟的半导体微加工工艺量产制备,成为目前技术壁垒最高、产业化应用最广泛的探针卡品类,市场份额高达69.77%,稳居行业主流地位。该产品多项核心性能相较传统悬臂、垂直探针卡具备全方位优势:在精度层面能够实现微米级精准调控,探针排布密度可突破 10 万针,能够适配 5nm 及以下先进制程晶圆测试需求;电气性能表现突出,接触阻抗降幅超 30%,有效降低高速信号传输过程中的损耗问题;耐用性大幅升级,单次使用寿命可达百万次扎针循环,生命周期显著优于传统方案;测试稳定性极强,针对 300mm 大尺寸晶圆开展并行测试时,接触成功率可达 99.99%,有效保障晶圆 CP 测试良率。伴随 3D IC、Chiplet 芯粒集成、HBM 高带宽存储等先进封装技术规模化落地,高端芯片测试的密度、速率、多芯片协同检测要求持续抬升,MEMS 探针卡不可替代性持续增强,行业市场份额与应用地位有望进一步巩固提升。
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三、国产算力放量带动国产半导体探针卡崛起,强一股份跻身全球前排
国产算力放量带动国产探针卡配套需求。国产芯片从“能用”向“好用”升级,性能、产能与生态瓶颈同步突破。硬件层面,华为、寒武纪、海光、沐曦、壁仞等国产算力芯片持续迭代,单卡性能对标国际主流产品。生态层面,国产芯片厂商采取兼容 CUDA 和自研生态双路线:如海光 DCU通过“类 CUDA”环境兼容主流 AI 软件生态,摩尔线程以 MUSA 生态对标 CUDA,华为则围绕 CANN、MindSpore 推进自研体系建设。随着腾讯云、百度、阿里等云厂商和大模型厂商持续适配国产芯片,国产算力走向软硬件协同可用。从产业链景气验证来看,2024–2025 年,寒武纪、海光信息、壁仞科技三家核心算力厂商合计存货同比提升 67%,主动备货预示下游订单景气度延续;同期三家合计营收大幅增长 329%,订单、收入端业绩充分兑现,带动高端探针卡国产配套空间打开。
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国内半导体探针卡国产替代趋势明确,2020-2023 年国产化率由不足 15% 升至 28.6%,预计 2025 年突破 30%,叠加政策规划 2030 年测试设备国产化率目标 85%,行业长期成长确定性较强。预计2025年我国半导体探针卡行业产量有望达到1118张。
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竞争格局上,强一股份作为国内唯一进入全球探针卡前十的企业,2024–2025 年稳定位列全球第六,市占率持续抬升,凭借全品类 MEMS 探针卡量产能力打入高端逻辑、Chiplet、HBM 等前沿应用市场,盈利水平优异。与此同时,和林微纳攻坚高针数 MEMS 技术、精智达深耕存储专用探针卡、矽电股份打通探针台与探针卡协同布局,国内厂商错位竞争、多点突破,持续冲击海外厂商垄断格局。
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