矽电股份:国内探针设备龙头,打破垄断为半导体国产化“补链”

晓巧谈梧桐 2025-03-25 15:52:36

半导体检测是产品良率和成本管理的重要环节,在半导体制造过程有着举足轻重的地位,但球半导体检测设备市场呈现高度垄断格局。例如,作为半导体三大核心测试设备之一的探针台设备,其超70%的市场份额被境外企业掌控,中国大陆市场进口替代空间巨大。

矽电半导体设备(深圳)股份有限公司(股票代码:301629 简称:矽电股份)是国内主要的探针台设备供应商之一,经过二十余年的发展,其已成为大陆地区规模最大的探针台设备制造商。3月24日,矽电股份成功在深交所创业板上市,在当前全球半导体产业链加速重构的背景下,矽电股份的上市不仅为自身注入资本动能,更成为我国半导体设备“强链补链”战略的关键落子。

半导体设备“隐形冠军”,境内市占率排名第一

探针测试技术是一种通过探针接触被测物,进行电学性能测量的技术,广泛应用于半导体制造、材料研究等领域。它能够检测芯片的性能与缺陷,保证芯片测试的准确性,提高芯片测试的效率。而探针台设备则是将探针测试技术具体应用到半导体制造过程中的晶圆测试环节的设备,是半导体制造过程中的关键设备之一。

成立于2003年的矽电股份是国内最早研发探针测试技术的企业之一,公司自主研发了多种类型应用探针测试技术的半导体设备,产品已广泛应用于集成电路、光电芯片、分立器件、第三代化合物半导体等半导体产品制造领域。

从竞争格局上看,全球探针台设备长期被国外厂商垄断,根据 SEMI 统计数据,从全球市场上看,东京精密、东京电子两家公司占据全球约七成的市场份额,其次为惠特科技、旺矽科技等。在中国大陆,2019 年东京电子、东京精密、惠特科技、旺矽科技亦占据了 74%的市场份额,属于“卡脖子”设备。

2012年,矽电股份推出中国大陆首台12 英寸晶圆探针台并在客户端产业化应用,成功打破了海外企业对中国市场的垄断。此后,矽电股份在探针测试领域不断深耕,产品技术水平和种类快速发展,目前已成为中国大陆规模最大的探针台设备制造企业。

2021年至2024年,矽电股份分别实现营业收入 39,917.19 万元、44,201.91 万元、54,636.95 万元和 50,768.44万元,同期实现扣非归母净利润分别为9,393.05 万元、10,290.65 万元、8,315.59 万元和8,767.99万元,整体呈现持续增长趋势。

结合公司营收规模及SEMI的统计数据进行测算,2021 年度至 2024 年 1-6 月,矽电股份在中国大陆地区的市场份额分别为19.98%、23.68%、25.70%及23.30%,始终位居首列,且市场份额稳步提升。

“硬科技”构建核心壁垒,稀缺性优势强化客户粘性

与大多数半导体设备一样,探针台设备也具有较高的技术壁垒,尤其是随着下游半导体制造工艺升级驱动半导体专用设备性能不断提高,相关厂商已完成多轮技术升级迭代,芯片测试环节的技术难度也同步提升。以 Mini/MicroLED 芯片测试为例,由于相较于传统 LED 芯片其工艺制程较高且晶粒尺寸大幅缩小,导致单片晶圆上的晶粒数量为传统 LED 工艺的百倍以上,由此产生了巨量的高精度光电器件测试需求。

上述技术迭代对探针台设备的晶粒定位精度、测试精度、多芯同测功能、光电参数测试稳定性等技术指标提出了更高的要求,唯有具有丰富的应用经验和技术先进性的产品才能实现商业化应用。

矽电股份自成立以来持续深耕探针测试技术领域,公司创始团队拥有多年半导体、探针测试技术领域的研发和管理经验,在核心骨干的带领下,公司已掌握高精度快响应大行程精密步进技术、定位精度协同控制、探针卡自动对针技术、晶圆自动上下片技术、基于智能算法的机器视觉、电磁兼容性设计技术等多项探针测试核心技术。截至2024年6月30日,公司已取得境内外授权专利246项、软件著作权79项。

矽电股份研发的探针台设备主要分为晶圆探针台和晶粒探针台,前者是对未切割晶圆上的器件进行特性或故障检测而使用的测试设备,主要应用在集成电路、分立器件领域;后者是对晶圆划片后的裸晶粒进行检测的探针测试设备,主要应用于光电器件领域。

凭借硬核技术实力的加持,矽电股份的晶圆探针台设备覆盖范围广阔,产品类型从手动探针台到全自动探针台,尺寸从 4 英寸到 12 英寸,应用领域包括集成电路及分立器件的晶圆测试,步进精度可达到±1.3μm。在产品功能上具备有自动上下片,自动换卡,自动对针等功能,实现产品的高产能能力;支持 TTL、RS232、GPIB 等多种接口,可与各类测试机搭配使用,满足多类芯片测试需求。同时,产品支持 OCR、三温测控系统及耐高压测试组件,具备良好的产品工艺性能。

公司研发的晶粒探针台也已达到国际同类设备水平,适用于 4-6英寸PD、APD、LED 等光电芯片的自动测试,具有无损清针、滤光片自动切换等自主研发的技术。公司晶粒探针台通过选取自制电流源或其他电流源,形成探针测试一体机,测试光电性能,具有速度快,稼动率高,自动化程度高的性能特点。

由于半导体设备的产业化应用需要经过长时间的功能验证方可实现,因此,矽电股份对于具有规模化采购需求的客户具有较高的粘性,公司目前已成为士兰微、华灿光电、三安光电、华润微等多家境内一流半导体厂商的供应商。

并且相较于东京电子、东京精密等主要的国际竞争对手,矽电股份还具备较强的地缘优势,更加贴近中国大陆半导体生产市场,能够快速响应客户需求,并及时提供售后服务,这一优势帮助公司大大提升了与客户之间的稳定性,这一点从公司与前五大客户的合作情况也能看出,矽电股份与主要客户均已形成了多年的合作历史。

把握国产替代“黄金窗口”,布局分选机拓展新增长极

当前,中国半导体设备产业正处在国产替代的“黄金窗口期”。一方面,全球半导体设备市场在5G、AI等新兴技术的推动下持续扩大,中国作为全球最大的半导体市场,其销售额占全球近三分之一,且晶圆产能不断向中国转移,为半导体设备提供了广阔的市场需求。

另一方面,国内半导体设备厂商近年来取得了显著进展,涌现出了一批优秀的半导体厂商。根据芯思想研究院的统计数据,2022 年,中国大陆企业中芯国际、华虹集团、晶合集成营收在全球代工企业中分别排名第四、第五、第九,合计市占率达 10.89%,较 2021年增加 0.58 个百分点。同时,芯片设计、设备供应等其他半导体领域内也涌现出华为海思、紫光展锐、北方华创、中微公司、拓荆科技等一批优质企业,这些企业在技术上不断进步,为国产设备的发展奠定了坚实基础。

矽电股份作为国内唯一实现12英寸探针台量产的企业,其技术突破直接填补了高端设备空白,并且在与上下游企业的合作过程中,公司为构建完整的半导体设备产业链起到了关键作用,在半导体国产替代大趋势下深度受益。

本次上市,矽电股份募集资金5.45亿元,除了巩固公司在探针台设备领域的领先地位外,还将用于布局分选机等其他半导体专用设备以进一步拓展业务领域,为公司寻找新的增长点。

根据 SEMI 2020 年数据显示,全球半导体测试设备市场主要由测试机、探针台、分选机组成,其中探针台占据了 15.2%的市场份额,分选机占据了17.4%的市场份额。与探针台设备类似,分选机的国产化率也处于较低水平。矽电股份基于多年半导体测试设备领域的技术积累,已完成了分选机、曝光机、AOI等设备的研发,公司分选机产品已完成产业化验证并通过客户验收。

整体来看,矽电股份通过技术突破和政策红利,在半导体设备国产替代浪潮中占据先发优势,而对产业链的持续延伸则代表着公司正逐步从单一设备商向测试全链条服务商转型,随着募投项目落地,矽电股份将有望在技术、产能和客户生态上形成闭环,成为国产半导体设备从“替代者”迈向“定义者”的标杆案例。

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晓巧谈梧桐

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