一、前言
近年AI、高效能運算（High-Performance Computing, HPC）及高頻寬記憶體（High Bandwidth Memory, HBM）高速發展，探針卡（Probe Card）的測試需求及重要性隨之提升。本文使用全球專利檢索系統(GPSS)，針對台灣2000年至2024年的探針卡專利申請案進行檢索分析。惟，按照專利法規定的早期公開制度，專利案申請案在申請日後經過18個月才會排期強制公開。故2024年之部分申請案，可能因尚未公開而不在本文分析範圍內。
二、技術簡介
探針卡為半導體晶圓測試（Wafer Test）的核心介面技術，其主要功能是在晶圓尚未切割封裝前，透過大量微細探針與晶片表面的接點（Pad）接觸，將自動化測試設備（Automatic Test Equipment, ATE）的電性訊號導入晶片，以檢測晶片功能、速度及良率。探針卡的性能直接影響測試精度、測試效率與先進製程晶片的量產品質，因此被視為高階半導體供應鏈的重要關鍵元件。
依探針結構不同，探針卡可大致分為懸臂式（Cantilever）、垂直式（Vertical）及微機電（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS）探針等類型。懸臂式探針為較早期且應用廣泛的結構，其探針由側邊延伸並以彈性變形接觸接點，成本較低與製作成熟，適合較大間距(pitch)的晶片測試。垂直式探針則利用探針沿垂直方向排列，可大幅提升接點密度與接觸一致性，較適用於高針腳數（pin count）與細間距（fine pitch)的晶片測試。微機電探針為透過蝕刻、沉積等半導體製程形成的微細探針結構，具備高精度、高頻特性及細間距的優勢。(註1)
三、專利趨勢分析
圖1為2000至2024年的台灣探針卡專利申請件數及五年移動平均的趨勢圖。申請件數於2000至2008年穩定成長，2008年至2011緩步下滑，2012至2016年保持在平均80幾件，2017至2020年逐漸成長至近百件，2021至2023年開始急速成長，並於2023年達到了157件。
其中，2017年6月Google發表論文《Attention Is All You Need》，提出了轉換器(Transformer)架構，促成大型語言模型(Large Language Model, LLM)的發展，並成為了ChatGPT的核心技術。ChatGPT的中文全名為聊天生成預訓練轉換器(Chat Generative Pre-trained Transformer)，其中的轉換器(Transformer)即指該架構。2020年台積電(tsmc)開始量產5奈米晶片(使用EUV微影技術)，將高效能運算推進到新的里程碑。2022年11月OpenAI發表了ChatGPT，引爆AI革命。隨著晶片的先進製程實現高效能運算，結合AI的快速發展，帶動探針卡技術領域的申請熱度。
圖1
四、申請人分析
圖2為2000至2024年的十大申請人之專利申請件數，以及對應的線性迴歸係數長條圖，該迴歸係數用以參考申請人的成長幅度。旺矽科技(MPI)排名第一，成長幅度也相當高。中華精測(CHPT)排名第二，雖申請件數僅接近旺矽科技之一半，但成長幅度與旺矽科技(MPI)相當。而東京威力科創(Tokyo Electron)雖排名第三，但成長幅度大幅衰退。美科樂電子(MJC)與特諾本科技(Technoprobe)分別暫居四、五名，申請量穩定成長。為瞭解申請人的申請趨勢，以下進一步分析2019至2024年間的十大申請人。
圖2
圖3為2000至2024年以及2019至2024年兩個期間的十大申請人之環形圖。依據圖示，旺矽科技(MPI)持續保持在榜首，中華精測(CHPT)同樣維持第二，但占比逐漸攀升，與旺矽科技(MPI)之間的差距逐漸縮小。東京威力科創(Tokyo Electron)已不在前十之列（原為第三）。原本第五的特諾本科技(Technoprobe)則上升至第三。美科樂電子(MJC)穩居第四，且占比也維持既有規模。微製造(Microfabrica)則從第十躍升至第五。福達電子(FormFactor)雖為全球龍頭，但排名分別偏後，相較於其他國際探針大廠，在台灣的布局策略可能偏向保守。
圖3
五、IPC分析
圖4為2000至2024年的十大五階IPC的圓餅圖，表1為對應的技術領域。IPC即國際專利分類（全稱International Patent Classification），為各國專利局廣泛採用。依據圖示，排名前二的IPC為G01R1/067及G01R1/073，惟此兩者的技術領域分別為測量探針，以及多個探針，無法顯示具體技術內容差異。故以下針對第三至第八名的IPC做進一步的分析。
圖4
表1
圖5為第三至第八名的IPC自2019至2024的堆疊趨勢圖。其中，G01R 31/26的技術領域為單個半導體裝置之測試，占比為大宗且穩定發展。G01R 1/04的技術領域為外殼、支承構件或端子裝置，2022至2024年微幅成長。G01R 31/28、H10P 74/00與G01R 1/06的數量較少，趨勢保持穩定。
值得注意的是，G01R 3/00於2019至2022年的數量偏低，年平均不到10件，但2023年及2024的數量分別提升至29及21件，成長顯著。
G01R 3/00的技術領域為專門用於製造測量儀器之設備或方法，對應的專利數量共123件。進一步查看此123件之專利內容，主要申請人為微製造(Microfabrica)，技術內容主要為微機電探針，發明目的或功效包含了縮小探針間距(fine pitch) 、加強探針之間的絕緣效果、減少製作成本、散熱、提升電氣和機械性能，以及提高耐久性以延長壽命等等。技術手段則包含了使用不同的材質來製作探針、電鍍不同材質的絕緣層，以及形成不同形狀的探針陣列等等。
圖5
六、結論
綜上所述，隨著 AI、高效能運算及高頻高速晶片的爆發式成長，探針卡技術正加速向高精度微機電演進。然而，技術的演進必然伴隨激烈的專利競爭。目前業界在降低製造成本、簡化製程、強化散熱及提升耐用性等方面，已進入高度競逐的研發深水區；同時，針對高密度探針的訊號完整性與絕緣效果，亦成為決定產品競爭力的關鍵
專利佈局不僅是申請案的累積，更可以針對競爭對手動態、技術演進路徑精準打擊與防禦。專利地圖還能進一步深化，為企業找出技術空白區並預先佈局，利用技術創新築起堅實的護城河，在競爭激烈的半導體測試賽道中維持主導權。
※ 註釋：
1. Technoprobe Company Presentation May 2025.