「密度倍增複合材料探針卡」 引領晶圓測試新時代 2024/07/02

工研院今日揭曉素有「工研院奧斯卡獎」之稱的工研菁英獎，頒發六項年度金牌創新技術，以兩項豐碩的產業化成果及四項前瞻技術，充分展現工研院在下世代技術部署上的領先地位，緊扣市場需求，並呼應全球產業變化趨勢。

在半導體製程中，當晶片製作完成，進入後段切割封裝之前，都要經過探針卡的電氣性能測試，藉此揪出不良品，小小的探針卡扮演重要角色。根據晶片電極數量的不同，1組探針卡的針數，從數百根針到1、2萬根針都有。

工研院本次六項金獎技術，涵蓋半導體、5G及再生醫學領域的突破性技術。在半導體方面，「密度倍增複合材料探針卡」顯著提升晶圓測試的精度和效率，讓探針不僅更精細、更省成本、更快組裝，還能滿足IC元件縮小與Micro LED的測試需求，獲得傑出研究獎金獎。此外，「先進MRAM晶片技術與驗證平台」提供從設計、製造到測試，一站完成磁性元件晶片驗證，已與國內外產學研單位進行最前瞻的MRAM晶片開發，亦獲得傑出研究獎金獎；在5G領域，工研院的核心材料、自主軟體和網管系統均榮獲金獎。其中，「銅箔基板暨載板材料與驗證技術」已成功協助國內業者導入先進材料，促進臺灣銅箔基板產業與歐美日等原料大廠合作，獲得傑出研究獎金獎。「5G O-RAN專網節能管理系統技術」協助業者快速布建專網，投入智慧工廠、智慧醫院、無人機、智慧倉儲等利基應用，亦獲得傑出研究獎金獎。今年榮獲產業化貢獻金獎技術之一的「以軟帶硬跨國推動毫米波技術產業化」，提供全球首個5G毫米波解決方案，促成與美國、日本通訊巨擘合作，並開拓5G毫米波新市場；在再生醫學領域，以上中下游一條龍供應鏈打造「接軌國際之細胞治療產業核心技術」，從異體幹細胞源頭篩選、擴增培養到臨床應用，為國內細胞治療產業注入快速發展的新動力，也勇奪產業化貢獻金獎。

工研院院長劉文雄表示，工研院深耕產業逾半世紀，深知技術創新是推動產業發展的核心力量。面對全球產業快速轉變的關鍵時刻，工研院致力於創新，追求政府科研和企業合作並重取得平衡。今年「產業化貢獻獎」與「傑出研究獎」正是以政府科研計畫成果擴散與企業合作，帶動產業發展最好的見證。這六項金牌技術涵蓋半導體、5G及再生醫學領域，不僅標誌工研院在下世代技術部署的卓越成就，更呼應AI熱潮、半導體產業及細胞醫療市場持續成長等全球產業變化趨勢。工研院已擘劃2035技術策略與藍圖，將繼續秉持「產業升級、科技創新、服務社會」的精神，發展跨域整合的解決方案，與產業界攜手並進，共同提升競爭力和韌性，壯大臺灣科技邁向永續未來。

榮獲傑出研究獎金牌的四項技術成果：

5G O-RAN專網節能管理系統技術，完整5G專網生態系

5G時代網路設備與設計走向開放架構，為補足我國專網管理缺口，工研院研發國內首套「5G O-RAN專網節能管理系統技術」有三高特色：第一、高佈建效率：提供一站式管理系統，可一鍵模擬布建管理基地台、專網；第二、高節能效益：配合網路流量監控及流量重新導向技術，智慧化分配讓閒置基站休息提升能源管理；第三、高彈性應用：智慧模組化就像App可套用不同專網應用，不論是工廠、醫院、交通、救災等需求，都可快速滿足，已協助至少八家廠商，如：和碩、明泰、仁寶等大廠導入專網解決方案升級轉型，同時鏈結產官學研，培育電信人才軟實力，期望推動我國產業軟硬兼施邁向國際。

密度倍增複合材料探針卡，引領晶圓測試新時代

晶圓製造完成後，需要利用探針卡進行功能測試以去除不良品。目前市面上探針卡針寬和間隙只能達到25／25微米，無法滿足10／10微米以下IC和Micro LED的測試需求。工研院研發的「密度倍增複合材料探針卡」具備三項技術創新：第一、超精細：採用玻璃及金屬複合材料，實現針寬小於10微米，突破傳統金屬探針的限制；第二、超省成本：採用雷射圖案化的3D陶瓷電路取代多層陶瓷電路，成本低廉僅需傳統探針的十分之一，且彈性高，線路寬度可由30微米降至10微米；第三、超快組裝：微機電模組化接合可一次組裝超過100根探針，無需人工裝針，為全球首例微機電探針搭載鏡頭應用於CIS晶圓測試。這項技術結合工研院、國際材料大廠和國內探針卡廠聯手開發，成功滿足10／10微米以下IC與Micro LED測試需求。

銅箔基板暨載板材料與驗證技術，助攻臺灣5G毫米波基板材料技術的突破

毫米波通訊具有速度及頻寬的優勢，但高頻傳輸訊號損失影響極大，因應高頻段電波特性，材料設計需要往更低損耗邁進。工研院佈局毫米波基板材料技術及專利，包含低損耗樹脂、銅箔及銅箔基板配方與製程技術，並同步建立「銅箔基板暨載板材料與驗證技術」平台，具有三大特色：一、兼具低損失和高銅箔接著特性的基板材料，提高訊號在高頻傳輸下的穩定性和可靠性；二、獨家低損耗樹脂，在有機溶劑中有良好溶解度，符合既有銅箔基板製程，提高加工便利性；三、驗證平台技術可幫助國內外材料廠進行原料評估及驗證，已協助國內業者引進國際高階上游原料，並促進臺灣銅箔基板產業與歐美日原料大廠合作。

先進MRAM晶片技術與驗證平台，開創國內創新記憶體自主研發力

隨著未來車用市場、AI、高效能運算晶片以及量子電腦領域應運而生，快速處理龐大資料導致高效能記憶體的需求暴增。工研院發展磁阻式隨機存取記憶體（Magneto-resistive Random Access Memory；MRAM）技術，具備低耗能、讀寫速度快、斷電不失憶等特點，並建立一站式完成晶圓設計、製造到測試的「先進MRAM晶片技術與驗證平台」，協助廠商實現新世代記憶體導入量產。該平台已於2022年攜手半導體龍頭大廠，完成世界最快0.4奈秒寫入、超高可靠度的SOT MRAM陣列晶片，並與加州大學洛杉磯分校（UCLA）合作開發超低功耗磁性記憶體晶片，成果獲得國際肯定。

「密度倍增複合材料探針卡」顯著提升晶圓測試的精度和效率，讓探針不僅更精細、更省成本、更快組裝，還能滿足IC元件縮小與Micro LED的測試需求，獲得傑出研究獎金獎。

工研院院長劉文雄（首排中）與得獎團隊合影，首排左起為工研院材化所組長楊偉達、工研院電光所組長許世玄、工研院資通所組長許仁源、工研院院長劉文雄、工研院生醫所組長王羽淇、工研院機械所組長黃萌祺、工研院資通所副組長邱碧貞。第二排左起為工研院材化所副所長賴秋助、工研院電光所所長張世杰、工研院副總暨資通所所長丁邦安、工研院副總暨生醫所所長莊曜宇、工研院機械所所長饒達仁、工研院副總暨行銷長林佳蓉。