东吴证券：探针卡行业深度：AI算力与存储升级驱动测试价值提升，国产替代进入加速期-260921VIP免费

探针卡行业深度：AI算力与存储升级驱动测试价值提升，国产替代进入加速期证券研究报告请务必阅读正文之后的免责声明部分首席证券分析师：周尔双执业证书编号：S0600515110002zhouersh@dwzq.com.cn证券分析师：李文意执业证书编号：S0600524080005liwenyi@dwzq.com.cn2026年9月21日投资要点：⚫探针卡兼具定制化与耗材属性，新品开发、晶圆扩产及存量更新共同驱动需求。探针卡是连接测试机与晶圆的核心接口，需根据芯片接触点及测试要求定制，新芯片开发直接带来新卡需求。量产后，晶圆测试量增长推动新增配卡，探针磨损及产品迭代形成更新需求。MEMS凭借细间距、高针数及接触一致性优势成为高端测试主流，2024年占全球探针卡市场的69.8%，其中存储领域占比达94.5%。具备自主MEMS探针制造与整卡设计能力的厂商，有望同时受益于需求增长和产品升级。⚫算力芯片复杂度提升推动单卡价值增长，存储扩产与HBM发展增加测试需求。AI芯片接触点增加，叠加大电流、高速及多温测试要求，推动探针卡性能升级。强一2D/2.5D MEMS探针卡平均针数由2021年的3,179支增至2025H1的13,297支，同期均价由23.2万元增至81.8万元。存储领域，DRAM与NAND通过高并测降本，海外成熟DRAM探针卡已支持单次接触超过3,000个Site。HBM堆叠提高缺陷损失，强化KGD筛选，并在堆叠后及KGS验证中形成潜在新增应用。光互联向200G/lane演进及CPO发展，亦提高高频与光电协同测试要求。⚫国内需求与国产份额同步提升，算力与存储贡献主要增量。全球探针卡市场仍由海外厂商主导，国产厂商通过自主探针制造、整卡性能提升及本地服务加快导入。在晶圆扩产、测试工时、配卡价值及更新率等假设下，2028年国内存储+逻辑市场有望超200亿元。⚫投资建议：重点推荐【强一股份】【和林微纳】，建议关注【精智达】【道格特（未上市）】【韬盛电子（未上市）】【泽丰半导体（未上市）】。强一股份依托自主MEMS探针与整卡制造能力，受益于逻辑及算力产品放量，并通过2.5D MEMS与高频薄膜拓展存储、光通信应用。精智达具备存储测试设备与探针卡协同布局，和林微纳持续推进MEMS探针卡验证及量产。⚫风险提示：下游需求及扩产不及预期，新产品研发与客户验证不及预期，技术路线及测试方案变化风险等。目录3投资建议与风险提示51市场空间：算力+存储共振，国产探针卡市场加速扩容4先进芯片升级驱动探针卡量价齐升2探针卡：晶圆测试核心耗材，MEMS成为高端测试主流竞争格局：海外龙头主导，国产替代进入加速期1.1 探针卡连接测试机和晶圆，作为电气和信号传输接口⚫探针卡连接测试机和晶圆。 晶圆测试（CP，Chip Probing）系统通常由测试机（ATE）+ 探针台（Prober）+ 探针卡三部分组成。ATE负责产生测试信号和分析结果，探针台负责晶圆的承载、定位和温控，探针卡安装在探针台上，一面通过接口与测试机机头连接，另一面的探针直接与晶圆上每颗晶粒的焊垫或凸块接触，构成完整的测试单元。与CP相比，FT测试面向封装完成的成品芯片，由Load Board和Socket接口组成。⚫探针卡的作用是在封装前对每颗晶粒进行电学性能测试，筛选出不良品。测试时，探针台驱动晶圆与探针接触并施加过行程（Overdrive），探针弹性变形产生接触压力、刺破焊垫氧化层形成欧姆接触，测试信号沿“探针→空间转换基板→PCB→测试机”路径传输，测试机据此判断晶粒是否合格（KGD 测试），避免不良品流入后段封装环节、降低整体生产成本。探针卡的精度与稳定性直接影响测试良率与测试机利用效率，是晶圆测试环节的核心耗材。◆ 图：晶圆测试示意图，探针卡处于测试机与晶圆的连接部位◆ 图 ： F T 探 针 示 意 图 ， 接 口 包 含Socket和Load Board数据来源：MJC官网、Wikimedia Commons、东吴证券研究所41.1 CP与FT测试对象不同，探针卡与测试座承担不同接口功能⚫与FT测试接口相比，探针卡最大的区别在于测试对象不同，除此之外，在结构、间距精度、对位方式、电流能力、信号完整性、并行度等多方面两者均存在显著差异。（1）CP 测试：对象是未切割晶圆上的裸晶粒，探针卡需以探针直接接触几十微米间距的焊垫或凸块，依赖空间转换基板完成微米级间距转换，由探针台精密移动晶圆、光学对位后逐点扎针，单卡针数可达数万、支持整片晶圆同测，但探针细小导致载流能力有限，且针尖磨损快、需频繁清针磨针，属高频耗材。（2）FT 测试：对象是封装完成的成品芯片，Load Board 是连接测试机通道的多层高速 PCB，Socket 以弹簧针（Pogo Pin）按封装外形夹持芯片，由分选机机械手压入完成测试；其引脚间距一般在 0.3mm 以上、精度要求较低，但需承载大电流供电与散热，Load Board 对阻抗控制、等长布线等信号完整性设计要求更高，Socket 则以插拔次数衡量寿命。◆ 图：CP探针卡与FT的Load Board和Socket测试接口对比，测试对象，结构，寿命以及成本均存在较大差异维度CP 探针卡FT Load Board + Socket结构PCB + 空间转换基板（MLC/MLB）+ 探针阵列，探针直接接触晶圆Load Board 是连接 ATE 通道的多层高速 PCB；Socket 装在板上，用弹簧针（Pogo Pin）或弹片夹持芯片间距精度极高，焊垫间距几十微米甚至更小较低，封装引脚间距一般 0.3–1.27 mm，按封装外形定制对位方式探针台精密移动晶圆台，光学对位后逐点（或整片）扎针分选机机械手把芯片压入 Socket，按封装外形定位电流能力较弱，探针细小，载流有限较强，需承载大电流供电和散热，大功耗芯片还要考虑压降与温升信号完整性高速能力受探针寄生参数限制（MEMS 探针卡正在改善） Load Board 是高速 PCB 设计的主战场，需严格阻抗控制、等长布线并行度可极高，存储器 MEMS 探针卡可整片晶圆数万针同测通常 4–32 site 并测，受 Socket 数量和 Handler 腔体限制寿命与维护探针磨损快，需频繁清针、磨针，属高频耗材Socket 弹簧针有插拔寿命（数万到数十万次），Load Board 本身寿命较长成本特征单卡价格高（高端 MEMS 卡可达数十万到上百万人民币），消耗快Load Board 按设计复杂度计价；Socket 单价数千到数万元，按封装定制数据来源：强一股份审核问询函回复、东吴证券研究所51.2 探针卡结构与制造工艺多样，MEMS成为高端测试主流⚫按照结构形态与工艺路线，探针卡可分为悬臂式、垂直式、薄膜式及 MEMS 式（含 2D 与 2.5D/3D）几大类，技术复杂度依次递进。悬臂式的技术复杂度低、工艺成熟，而2.5D MEMS探针卡的技术复杂度是目前天花板，仅有少数厂商主导。⚫MEMS成为探针卡市场主流。其中，（1）2D MEMS：是装配有MEMS探针的垂直探针卡， 实现共面探针阵列的高密度集成，主要应用于先进逻辑、 SoC、CPU、GPU、NPU、MCU、AP、射频等非存储芯片；（2）2.5D/3D MEMS ：是装配有MEMS探针的微悬臂探针卡，进一步通过多针型混装与立体互连结构支撑整片晶圆同测与超高频测试，代表当前行业技术天花板，应用于DRAM、NAND Flash 等存储芯片及高端 CIS。维度悬臂式（Cantilever）垂直式（Vertical / Cobra）2D MEMS2.5D / 3D MEMS薄膜式（Membrane / Thin-film）应用场景传统模拟、电源管理、LCD 驱动、低端逻辑等成熟芯片；铝焊垫、周边（peripheral）排列、间距较大（≥60–90 μm）、针数少SoC、CPU、GPU、MCU、AP等芯片晶圆测试先进逻辑、SoC；细间距、高针数、较高频率，适配铜柱/micro-bump存储+高端 CIS；可整片晶圆同测（full-wafer contact），针数数万至十几万LCD 驱动 IC、RF/高频器件；细间距周边焊垫，对信号完整性要求高的场合大致结构环氧树脂环（epoxy ring）上手工植针，钨/铍铜针呈悬臂弯曲状，接触时靠侧向滑擦（scrub）刺破氧化层上、下两块精密导板夹持 Cobra 弯形探针，针体垂直运动，靠针钩挂置、针腹提供弹性行程探针横截面一致（故称 2D），针长4-5mm，一张 8 英寸探针晶圆产 1-3 万支，配 MLO（多层有机基板）空间转接基板多个不同平面结构垂直堆叠、部分横截面不一致，针长 1.5-2mm，产3-8 千支，配 MLC（多层陶瓷基板）空间转接基板聚酰亚胺等薄膜基材上用薄膜工艺直接制作微细线路与接触凸点，整体类似一张高密度柔性电路技术复杂度低（工艺成熟、门槛低， labor 密集）中高极高（当前技术天花板，FormFactor、Technoprobe 等少数厂商主导）中高◆ 图：主流的五种探针卡对比，2D MEMS以逻辑领域为主，2.5D MEMS则以存储为主数据来源：强一股份审核问询函回复、东吴证券研究所61.2.1悬臂结构简洁灵活，垂直排列兼顾高密度与宽频带◆ 图：探针卡整体由PCB测试板、空间转接基板以及探针组成◆ 图：悬臂式探针卡（左图）与垂直式探针卡（右图）对比加强板探针头⚫探针卡整体由PCB测试板、空间转接基板、探针以及其余机械部件组成。探针唯一直接接触芯片焊盘；基板将微小焊盘间距转接放大至 PCB 可布线间距；PCB 承载探针并连接 ATE 测试机。⚫悬臂式和垂直式探针卡是探针卡中相对简洁的两种构型。（1）悬臂探针卡：探针经机械拉伸弯折，结构精简、经济灵活。 悬臂探针卡装配经机械拉伸弯折的探针，主要由钨合金或钯合金探针、PCB 及机械结构部件构成（无空间转接基板）。产品具有成本低、生产周期短、测试寿命长的特点。（2）垂直探针卡：探针经机械加工成型，工作性能稳定。 垂直探针卡装配经机械加工制造的探针，主要由钯合金探针、导引板、空间转接基板及 PCB 构成，产品具有测试寿命长、测试性能稳定的特点（3）两者对比：相较于悬臂卡，从构成看，垂直卡更依赖基板转接间距、集成度更高；从制造看，垂直探针经机械加工、定位一致性好；从性能看，垂直式可覆盖更小针距，共面度控制更优。数据来源：强一股份招股书、东吴证券研究所空间转换基板PCB板寄生电感更小的寄生电感高压安全距离71.2.2 2D MEMS探针卡：共面探针阵列+空间转换，先进制程测试主力⚫2D MEMS 探针卡采用“PCB 基板—多层有机空间转换基板（MLO）—MEMS 探针阵列”的层叠结构：（1）PCB 负责与测试机对接并传输信号，（2）MLO 通过内部过孔与走线将探针端几十微米的细间距“扇出”至PCB 端数百微米的焊接间距，完成空间转换；（3）MEMS 探针则以光刻、电镀等半导体工艺在晶圆上批量成型，全部针尖严格共面，再通过激光焊接或倒装键合固定于 MLO 焊盘。⚫2D MEMS 探针卡可支持 50μm 以下细间距与上万针规模，是当前先进逻辑的主力方案。工作时，探针台驱动晶圆上升并施加过行程（Overdrive），探针发生弹性变形产生稳定接触压力，针尖刺破焊垫表面氧化层形成低阻欧姆接触，测试信号沿“探针→MLO→PCB→测试机”路径双向传输。◆ 图：2D MEMS探针卡的结构图数据来源：Hansol WillTech，强一股份审核问询函回复，东吴证券研究所◆ 图：2D MEMS探针卡目前难点难点具体内容厚胶光刻需一次加工出厚度达 45μm 甚至 75μm 的厚光刻结构，且要兼容高温碱性电化学工艺，高陡直度光刻胶膜制造难度极高材料应力控制电化学沉积涉及钯合金、铜、金三类材料，其中钯合金的应力控制较难形貌精度需精确控制探针的厚度、宽度、陡直度及弧度，同时精确控制材料配比以实现最佳性能专用工艺激光刻蚀（保证探针尺寸一致性与表面质量）、绝缘膜镀制为 2D MEMS 专用技术...