[00328419]射频微波同轴探针

　　项目概述：

　　射频微波探针主要是将测试信号从一个三维媒质转换到两维探针的接触件上，要在不同传播模式之间进行电磁能量的正确转换。针对更高频率的晶圆级探针使用需求，1988 年，GGB公司发明基于微同轴电缆的射频探针并申请专利，随后便推出W-波段探针产品，到2002年其频率就达到惊人的500GHz。Cascade公司在1994年推出了新型的40GHz空气-共面探针（air coplanar probe, ACP），并在几年内迅速达到了110GHz（1mm连接器模型）和140GHz（基于波导模型），取代了WPH生产线。当前射频微波探针的设计主要通过若干个射频过渡措施合理解决微波传输转换的问题，根据实际应用需要选择是否使用同轴电缆，通过合适的弹性件制作开发出满意的射频微波探针。

　　国内科研高校、国家级研究院、军工所等都有大量的射频微波测试需求，购买了大量测试频率从 DC 325GHz的微波同轴探针，其中使用最多的频率在40GHz 110GHz之间。然而在巨大的市场需求之下，国内的微波探针技术发展起步却较晚，与国外有较大差距。国内已有在微波探针的各部分细节取得成果的一些研究，但产业化进程仍未起步，国内20GHz以下频段微波探针校准所采用的在片校准组件均需要进口，关于微波探针结构及设计的研究近年来才有所发展。

　　目前中国电子科技集团公司第九研究所于2022年4月突破了弹性件热处理与表面处理工艺、精密微组装、微小零件加工等关键技术，成功研制出型号TZA40-GSG-300微波同轴探针，关键性能指标回波损耗达到-23dB,相对国外指标(美国cascade回波损耗为-17.5 dB)性能指标提升了30%，实际测试产品使用寿命为70万次（国外25万次），此后推出了TZA40-GSG-150，TZA50-GSG-150，TZA65-GSG-150等多款高频同轴探针，并推向了市场，得到了市场一致好评，为后面产品产业化提供了重要的技术和市场支撑。

（治疗计划系统）

　　应用范围：

　　1.微波集成电路芯片/器件/组件；

　　2.Wafer CP级测试；

　　3.射频、高频器件及PCB电路测试；

　　4.光电、声表器件测试。

　　效益分析：

　　1. 当前DC-40GHz、DC-50GHz、DC-67GHz、DC-110GHz、DC-200GHz超高频同轴探针100%被国外完全垄断，"卡脖子"十分严重，对军事装备、5G、半导体发展影响巨大，亟需打破国外垄断。中国电子科技集团公司第九研究推出的TZA40-GSG-150，TZA50-GSG-150，TZA65-GSG-150等系列高频同轴探针正好弥补这一短板，自2022年初至今已交付用户700余只，用户群体包括电科13所、电科55所、电科26所、中芯国际、华为、中兴、电科44所、重庆西南集成、电科45所、电科29所、森美协尔、俄罗斯（海外）等中大型企业单位，得到了市场一致好评，当前累计销售额达1300余万元人民币，预计未来5年内可实现销售额达5亿元人民币。

　　2. 在科学创新方面，预期将主要在以下几个方面取得重要突破：研发同轴探针与被测件间模式转换和探针综合结构设计技术，探明弹性件材料中的电子、晶格非平衡耦合特性，揭示针对弹性件材料的飞秒激光高精度微细加工去除机理以及材料强化和表面处理机理，提出一套适用于弹性件材料微细加工和处理的工艺规范和流程。填补国内外对于高弯曲次数工况下硬质合金表面强化处理研究的空白，开发一套适用于产业化的微细零件加工和微组装工艺技术，研制3种型号高一致性高可靠性的宽频带同轴探针，将其应用于微波集成电路测试仪等片上微波器件测量仪器中进行应用及测试。3年内发表11篇论文，申请11项发明专利，标准4套。完善我国射频微波器件片上测试领域的研发能力，在宽频带同轴探针产业界拥有一席之地，通过本项目的执行，培养和造就一批高层次的研究人才，形成几个在相关领域中有国际影响的研究团体。

　　3. 在社会经济效益方面，项目实施后获得的预期创新研究成果可直接应用于大规模高频微波集成电路芯片测试中，可以直接原位替换国外的同类产品，弥补我国在高频段探针的研究的空白，在产业化能力方面取得突破，成功建设一条高一致性高可靠性宽频带同轴探针的生产线，获得批量化生产能力。提升高频微波片上测试技术领域的国家话语权，减小高频微波探针应用的禁运风险，打破国外垄断，降低国内客户的使用成本，提升售后服务体验。项目成果扩展应用到第三代半导体、通讯/射频器件、微波光子器件等测试领域，是我国加快发展"新基建"信息基础领域的保障。

　　4. 在生态效益方面，项目实施后获得的预期创新研究成果的应用，为我国整合上下游产业链、打造集成电路生态圈添砖加瓦。我国在高频微波集成电路方面长期受制于国外，从产业链上游到下游全面落后，在器件测试方面，测试用仪器设备几乎被国外垄断，尤其是在产业界。高频宽频带同轴探针作为高频微波器件片上测试系统的核心，通过本项目打破国外的垄断，获得一定的话语权，有力的促进我国打造健康发展的高频微波集成电路测试生态系统，对建设高频微波器件设计、制造、封测全产业链的国产化生态具有重要意义。

　　合作方式：

　　产品推广。

　　所属领域：

　　微波射频、半导体、芯片。