半导体测试是半导体产业链中的核心环节之一,主要负责对芯片产品的功能、性能进行测试,以确保其符合设计要求。测试环节在半导体生产中起着至关重要的作用,能够筛选出功能、性能不符合要求的产品,从而提高整体产品质量。
半导体测试设备主要包括测试机、探针台和分选机。测试机用于检测芯片功能和性能,是技术壁垒最高的核心设备;探针台与分选机实现被测晶圆/芯片与测试机功能模块的连接。在半导体晶圆制造和封装测试中都需使用到测试设备。
半导体测试机又称半导体自动化测试机,与半导体自动化测试系统同义。半导体测试机测试半导体器件的电路功能、电性能参数,具体涵盖直流参数(电压、电流)、交流参数(时间、占空比、总 谐波失真、频率等)、功能测试等。集成电路测试贯穿了集成电路设计、生产过程的核心环节,具体如下: 第一、集成电路的设计流程需要芯片验证,即对晶圆样品和集成电路封装样品进行有效性验证; 第二、生产流程包括晶圆制造和封装测试,在这两个环节中可能由于设计不完善、制造工艺偏差、晶圆质量、环境污染等因素,造成集成电路功能失效、性能降低等缺陷,因此,分别需要完成晶圆检测(CP, Circuit Probing)和成品测试(FT, Final Test),通过分析测试数据,能够确定具体失效原因,并改进设计及生产、封测工艺,以提高良率及产品质量。
无论哪个环节,要测试芯片的各项功能指标均须完成两个步骤:一是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来,二是通过测试机对芯片施加输入信号,并检测输出信号,判断芯片功能和性能是否达到设计要求。
图:半导体测试流程
数据来源:九方金融研究所
半导体测试行业市场规模根据 SEMI2023 年年底预测,预计 2023 年全球半导体设备销售额将下滑 6%至 1009 亿美元,主要系芯片库存过剩叠加需求减弱,晶圆厂放缓设备采购节奏。展望 2024 年,芯片库存拉货及 AIGC 等行业驱动下,全球半导体设备销售额有望增长 4%至 1053 亿美元。其中测试设备约占半导体设备价值量的 6.3%,2023 年全球测试设备市场空间约为 63.2 亿美元。在半导体测试设备中测试机、分选机和探针台的价值占比分别为 63.1%、17.4%和 15.2%。
图:测试行业市场规模
数据来源:九方金融研究所
图:测试设备细分设备规模占比
数据来源:九方金融研究所
图:半导体检测设备分类
数据来源:财通证券,九方金融研究所
测试机竞争格局测试机市场主要是泰瑞达、爱德万双龙头垄断,国内市场有较大的国产化替代空间。据华经产业研究数据,爱德万、泰瑞达合计占据了超过 80%的全球市场份额,国内厂商华峰测控仅占比 3%;在中国测试机市场中,泰瑞达和爱德万分别占据 39%以及 37%的市场份额,国内厂商华峰测控和长川科技分别占比 8%和5%。在海外不断制裁我国半导体产业的大背景下,国产化测试设备发展空间巨大,有较大的市场替代空间。
图:测试机竞争格局
数据来源:九方金融研究所
国内测试行业龙头公司简介1:华峰测控
华峰测控主营业务为半导体自动化测试系统的研发、生产和销售。产品主要用于模拟、数模混合、分立器件和功率模块等集成电路的测试,销售区域覆盖中国大陆、中国台湾、美国、欧洲、日本、韩国和东南亚等全球半导体产业发达的国家和地区。
自成立以来,公司始终专注于半导体自动化测试系统领域,以自主研发的产品实现了模拟及混合信号类半导体自动化测试系统的进口替代,同时不断拓展在氮化镓、碳化硅以及 IGBT 等功率类半导体测试领域的覆盖范围。
目前,公司已成 长为国内最大的半导体测试系统本土供应商,也是为数不多向国内外知名芯片设计公司、晶圆厂、IDM 和封测厂商供应半导体测试设备的中国企业。公司目前已获得包括但不限于长电科技、日月光集团、华润微电子、台积电、华为、意法半导体等国内外头部封测、设计和制造公司供应商认证。
同时,公司主要客户保持稳定,前五大 2016-2019H1 留存率为 100.00%,前十大客户留存率为 95.00%。公司2023年实现收入6.91亿元,净利润2.53亿。
图:华峰测控主要客户
数据来源:九方金融研究所
图:公司财务情况
数据来源:九方金融研究所
2:长川科技
长川科技主营测试机、分选机与探针台等多种半导体测试设备,覆盖较全面。 长川科技生产的测试机包括大功率测试机(CTT 系列等)、模拟/数模混合测试(CTA 系列等);分选机包括重力式分选机(C9 系列、C8 系列等)、平移式分选机(C6 系列、CS 系列等)、测编一体机;
自动化半导体光学检测设备包括 HexaEVO 系 列、晶圆光学检测 iFocus 系列、Sort 系列;自动化设备包括指纹模组系列、摄像 头模组系列;探针台开发完成 Demo 进展顺利。公司于 19 年收购 STI 进入自动 化半导体光学检测设备(AOI)领域,目前本土化进展顺利。
STI 主要产品有转塔 式测编一体机、平移式测编一体机、膜框架测编一体机和晶圆光学检测机,其视觉 技术全球领先,与长川科技电参数检测技术形成良性互补。公司凭借良好稳定的产品性能,已经成功进入长电科技、天水华天、通富微电、士兰微、 华润微电子等本土优势集成电路企业供应链体系,当前客户结构不断优化,公司同时积极拓展台湾市场,扩大了产品市场份额,有望成为国产替代过程中最先受益标的。公司2024年中报实现营收15.28亿,净利润2.15亿。
图:公司主要客户/产品
数据来源:九方金融研究所
参考文献:
20241018-光大证券-华峰测控(688200):跟踪报告之五:公司是国内测试机龙头,持续扩大海外市场销售