De acordo com pt.wedoany.com-A Samsung Electronics da Coreia do Sul e a SK Hynix da Coreia do Sul anunciaram, em 2026, que o HBM4 empilhado em 16 camadas entrou na fase de ramp-up de produção. Com a integração de mais matrizes DRAM, vias através de silício e microbumps em um único chip de memória, a precisão do teste de wafer começa a impactar diretamente o rendimento final do produto. A sonda de teste, antes considerada um consumível de teste, está se tornando um equipamento crítico para controlar a taxa de sucateamento e o custo de produção na linha de produção do HBM4.
A sonda de teste entra em contato com as almofadas do wafer através de dezenas de milhares de pontas de prova em escala micrométrica, realizando testes elétricos e triagem de defeitos no chip. O HBM4 de 16 camadas utiliza empilhamento vertical de múltiplas matrizes, e qualquer defeito em uma única camada pode levar ao descarte de todo o chip. Considerando um rendimento de 97% por camada de matriz, o rendimento geral após o empilhamento de 16 camadas cairá para menos de 61%. Portanto, os chips devem ser submetidos à triagem de matrizes defeituosas com a maior precisão possível antes da etapa de empilhamento.
Faisal Goriawalla, Diretor de Gerenciamento de Produtos SLM da Synopsys, dos Estados Unidos, afirmou que os dados de provedores de serviços em nuvem já mostram que a falha de HBM é uma causa importante de falhas em GPUs de data centers. A interface de memória do HBM4 foi expandida para 2048 bits, o número de vias através de silício e a quantidade total de microbumps aumentaram ainda mais, e o espaçamento dos bumps externos continua diminuindo, impondo requisitos mais elevados de precisão de posicionamento, densidade de canais, integridade de sinal e estabilidade de contato para as sondas de teste.
O passo fino tornou-se o desafio de fabricação mais direto. O espaçamento dos bumps do HBM4 foi reduzido para menos de 40 micrômetros, aproximando-se de 10 micrômetros em algumas áreas. A precisão de posicionamento da sonda precisa ser controlada dentro de ±1 micrômetro, garantindo ao mesmo tempo uma força uniforme em dezenas de milhares de pontas de prova. As sondas cantilever tradicionais não conseguem atender a esse requisito, e as sondas MEMS, fabricadas usando processos de litografia e microusinagem, estão se tornando a principal solução para testes de HBM de alto desempenho.
Simultaneamente, o teste do HBM4 também precisa lidar com alta corrente, sinais de alta velocidade e alta densidade de fluxo de calor. O consumo de pico de energia de uma única pilha de HBM4 é mais de 50% maior do que o da geração anterior. Uma única sonda de teste pode suportar centenas de amperes de corrente durante o processo de teste, e pontos quentes locais podem acelerar o desgaste das pontas de prova. A taxa de transferência de dados superior a 10 Gbps também exige que o substrato da sonda de teste utilize materiais de baixa perda, com controle rigoroso do comprimento das linhas diferenciais e da continuidade da impedância, reduzindo a diafonia de sinal entre canais adjacentes.
O calor gerado pelo empilhamento de 16 camadas também pode causar deformação no wafer e na estrutura da sonda. Um wafer de 12 polegadas pode apresentar um empenamento de cerca de 200 micrômetros durante o teste em alta temperatura, enquanto o teste de HBM precisa cobrir ambientes de temperatura ambiente, alta e baixa. O material da sonda deve manter uma resistência de contato relativamente estável na faixa de -40°C a 125°C. Para minimizar os desvios de alinhamento causados por mudanças de temperatura, os substratos das sondas de teste de alto desempenho estão sendo substituídos do material FR-4 tradicional por nitreto de alumínio, carboneto de silício, cerâmica de baixa expansão e vidro.
Atualmente, as sondas de teste de alto desempenho evoluíram de simples placas de agulhas para sistemas de teste complexos que incluem camadas de transformação espacial, substratos multicamadas e matrizes de sondas de alta densidade. O nitreto de alumínio é usado principalmente para equilibrar dissipação de calor e controle de expansão térmica, o carboneto de silício é voltado para testes de maior densidade de potência, e o material de vidro pode ser usado para caminhos de sinal de alta velocidade. As sondas fabricadas com processos MEMS podem controlar o tamanho da ponta, a elasticidade e a força de contato em escala micrométrica. Alguns produtos de alto desempenho podem suportar mais de 500.000 contatos, e alguns modelos têm vida útil de até um milhão de ciclos.
O mercado global de sondas de teste de memória de alto desempenho é atualmente dominado principalmente pela FormFactor dos Estados Unidos, Technoprobe da Itália e MJC do Japão. Essas três empresas controlam juntas mais de 70% da participação de mercado global de sondas de teste MEMS para memória. Entre elas, a FormFactor já entrou no sistema de fornecimento de empresas de memória como a Samsung Electronics da Coreia do Sul e a SK Hynix da Coreia do Sul, e o preço dos produtos complementares para o HBM4 é ainda mais alto do que o da geração anterior.
Fabricantes chineses também estão avançando na produção em massa de sondas de teste MEMS. A China Qiangyi Semiconductor alcançou uma participação de mercado global de 3,87% em 2025, classificando-se em sexto lugar globalmente, mas as sondas de teste de passo ultrafino, alta corrente e alta frequência voltadas para o HBM4 ainda estão em fase de validação. Com a expansão da capacidade de produção de HBM, o foco da concorrência em sondas de teste está mudando do simples aumento do número de pontas de prova para uma competição abrangente em materiais, gerenciamento térmico, integridade de sinal e capacidade de fabricação em escala micrométrica.
