半导体测试设备 头豹词条报告系列

Leadleo.com 客服电话：400-072-5588 半导体测试设备头豹词条报告系列 文上 2023-05-26未经平台授权，禁止转载版权有问题？点此投诉 制造业/专用设备制造业/电子和电工机械专用设备制造/半导体器件专用设备制造 工业制品/工业制造 行业： 半导体设备 集成电路产业 测试机 分选机 探针 关键词： 行业定义 在半导体设备中，可分为晶圆制造设备、封装设备和质量… 行业分类 半导体测试设备主要包括测试机、分选机和探针台。测试… 行业特征 半导体测试设备行业特征主要包括产品过度依赖于进口，… 发展历程 半导体测试设备行业目前已达到3个阶段 产业链分析 上游分析中游分析下游分析 行业规模 2022年国际半导体产业协会 （SEMI）数据显示全球半… 数据图表 政策梳理 半导体测试设备行业相关政策5篇 竞争格局 全球半导体测试设备双寡头竞争格局，市场集中度极高。… 数据图表 摘要在半导体设备中，可分为晶圆制造设备、封装设备和质量控制设备，其中晶圆制造设备支出占比最大，占比为86.2%，封装和质量控制设备分别支出占比5.1%和8.7%。半导体质量控制设备主要用于半导体制造与生产过程中测试芯片性能与缺陷，对其整个生产过程中进行实时监测，以确保芯片质量的可控性，贯穿在半导体制造整个过程中。广义上测试环节分为前道测试和后道测试。前道测试又称过程工艺控制检测，它是一种物理性和功能性的测试。前道测试设备主要用于晶圆加工环节，检测每一步工艺环节后的加工参数是否达到设计要求和产品良率的缺陷，控制其加工产线良率；过程控制检测所涉及设备种类较多。后道测试主要用于改进设计、生产以及封测工艺，以提高良率和产品质量，属于电性能的检测。后道测试设备主要用于晶圆加工前的设计验证环节和晶圆加工后的封测环节，通过测试机、探针台和分选机进行测试，本篇报告重点分析半导体后道测试设备。半导体测试设备产业链情况？从测试设备产业链来看，测试设备生产商作为上游企业，负责供给设备。全球半导体测试设备以泰瑞达和爱德万两大巨头占据市场较大份额，市场份额高达86%。上游测试设备行业销售毛利率高，客户门槛 高，客户粘性强，有较强议价能力。产业链中游企业为封测厂商、需要使用测试设备提供测试服务的企业。产业 链下游为采取Fabless模式的芯片设计商，其设计得出的芯片需要晶圆代工厂加工和测试商测试，才能最终得到应用。测试服务与设备需求量的增长，最终取决于芯片应用范围的增长、芯片需求量的上升、芯片设计公司设计型号的多样化与代工厂生产芯片数量的变动。半导体测试设备市场现状如何？全球半导体测试设备中测试机市场份额最大，其中SoC和存储测试机市占率突出。分选机与探针台位居第二与第三。在分选机细分市场中，转塔式分选机市场份额最大，占比为55%；在测试机细分市场中，全球半导体测试机中SoC和存储测试机应用范围最广 泛，其市场占比超过80%，其技术壁垒也最高。半导体测试设备竞争格局如何？全球半导体测试设备以泰瑞达和爱德万两大巨头占比市场较大份额，市场份额高达86%；但泰瑞达和爱德万业务覆盖领域有一定区别，美国泰瑞 达在半导体测试领域中从分立器件、RF器件、存储芯片、模拟芯片岛SoC芯片均有布局，并在全球范围内尤其是欧美市场占比绝对优势；日本爱德万主要专注于SoC芯片、存储芯片测试机以及分选机，销售市场主要以亚洲为主，其中中国销售市场占比超过60%。 半导体测试设备行业定义[1] 在半导体设备中，可分为晶圆制造设备、封装设备和质量控制设备，其中晶圆制造设备支出占比最大，占比为86.2%，封装和质量控制设备分别支出占比5.1%和8.7%。半导体质量控制设备主要用于半导体制造与生产过程中测试芯片性能与缺陷，对其整个生产过程中进行实时监测，以确保芯片质量的可控性，贯穿在半导体制造整 个过程中。广义上测试环节分为前道测试和后道测试 前道测试又称过程工艺控制检测，它是一种物理性和功能性的测试。前道测试设备主要用于晶圆加工环节，检测每一步工艺环节后的加工参数是否达到设计要求和产品良率的缺陷，控制其加工产线良率；过程控制检测所涉及设备种类较多。后道测试主要用于改进设计、生产以及封测工艺，以提高良率和产品质量，属于电性能的检测。后道测试设备主要用于晶圆加工前的设计验证环节和晶圆加工后的封测环节，通过测试机、探针台和分选机 进行测试，本篇报告重点分析半导体后道测试设备 [1]1：https://zh.wikipedi… 2：https://zhuanlan.z… 3：知乎，维基百科 半导体测试设备行业分类[2] 半导体测试设备主要包括测试机、分选机和探针台。测试机是半导体测试设备中最大的细分领域，分选机主要用于芯片的测试接触、拣选和传送，而探针是通过探针卡和探针台结合应用于半导体产品测试环节 半导体测试设备分类 半导体测试设备分类 半导体测试机设备半导体分选机设备 半导体测试机又称半导体自动化测试机，测试机主要分为模拟测试机、SoC测试机和存储测试机，其技术和难点各不相同，单机价值也相差较大，相对来说模拟测试机技术难度最低单台价值最低，SoC和存储器测试机难度最大，单台价值量较高。测试机是半导体测试设备中最大的细分领域，目前SoC测试机和存储测试机应用最广泛。测试机在设计验证环节、晶圆检测环节和成品测试环节皆有应用，并且测试机研发难度大，单机价值量高，尤其是客户对于集成电路测试在测试功能模块、测试精度、响应速度、应用程序定制化、平台可延展性以及测试数据的存储、采集和分析等方面提出越来越高的要求。在测试机细分中，SoC测试机（难度高）和存储测试机（难度最高）的研发难度较大，模拟测试机中除IGBT高电压和高电流测试机存在一定难度外其他产品的研发难度相对较小；数字测试机在产品架构和测试速度、主要参数等方面与模拟测试机有较大差别，因此自研过程复杂，进程缓慢，国产存储测试机技术尚待突破在半导体测试设备中，测试功能由测试机实现，而探针台和分选机实现的则是机械功能。探针台和分选机主要区别是探针台主要针对晶圆级检测，而分选机主要针对封装的芯片级检测。分选机把待测芯片逐个自动传送至测试工位，通过测试机测试后分选机根据测试结果进行标记、编带和分选。根据传输方式的不同分选机可分为重力式、平移式和转塔式分选机；其中重力式分选机结构较简单并且研发难度较小，平移式分选机因为兼容性和并行能力强导致研发难度较大，转塔式分选机研发难度居中。各类分选机在应用场景上各不相同，目前市场占比以平移式分选机为主，占比为55%，主要原因是适用于绝大多数封装类型 探针测试是半导体测试的关键技术，主要应用在半导体制造中晶圆厂晶圆成品进入封装厂前的芯片测试工序。制造厂商为降低封装环节成本，首先需将晶圆成品上的裸芯片不良品剔除，需要对封装前晶圆上的裸芯片进行性能测试。相同裸芯片纵横排列在整片晶圆面积里，单片晶圆上芯片数量可以从几十个到几万个以上。通过连续精密步进技术，将下一颗被测裸芯片移动至探针下方，重复对准、接触工序，完成对一张晶圆上需要测试的裸芯片的惯序探针测试，实现对不同裸芯片设计参数的测试。探针台根据测试结果，对不合格品进行打点标 半导体探针台设备 记、记录坐标，形成晶圆Map图，完成对晶圆上裸芯片不良品的筛选。探针具有精密弹簧结构，产品表面镀金，具有很强防腐蚀性、电气性能、稳定性和耐久性；作为半导体测试设备中关键部件，探针的结构设计、针头材质、弹力大小等均会影响探针的稳定性、细微化、信号传导精确度等，进而影响探针的测试精度。半导体探针按照探针结构可分为弹性探针、悬臂式探针和垂直 式探针；其中悬臂式探针提供探针针部在接触待测半导体产品时适当的纵向位移，以避免探针针部施加于待测半导体产品的针压过大；垂直式探针可对应高密度信号接点的待测半导体产品的细间距排列，并借由针体本身的弹性变形提供针尖在接触待测半导体产品所需的纵向位移 [2]1：https://zhuanlan.z… 2：https://zhuanlan.z… 3：知乎，矽电股份招股书 半导体测试设备行业特征[3] 1过度依赖进口 中国半导体测试设备依赖进口，贸易逆差大 目前中国半导体设备国产化仍然处于低位，全球厂商掌握核心技术与市场。从中国半导体设备进口与出口额来看，贸易逆差较大，2021年中国半导体设备进口与出口额分别为4,100万美元和370万美元，贸易逆差为37.3万美元。在中国半导体设备进口地区中日本位居第一，美国和韩国紧随其后。半导体设备行业具有投资周期长、研发投入大等特点，属于典型的资本密集型和技术密集型行业。从全球范围来看，半导体设备市场长期被国际巨头占据主要份额，存在较大的先发优势，国产半导体设备厂商在规模、产品丰富度、研发投入、技术先进度等上存在一定差距，在与其竞争过程中面临较大的压力和挑战 2测试机市场大 全球半导体测试设备中测试机市场份额最大，其中SoC和存储测试机市占率突出 测试机在全球半导体测试设备中占比为63.1%，位居市场份额第一，分选机与探针台位居第二与第三。在分选机细分市场中，转塔式分选机市场份额最大，占比为55%；在测试机细分市场中，全球半导体测试机中SoC和存储测试机应用范围最广泛，其市场占比超过80%，其技术壁垒也最高；在中国市场中半导体测试机仍然以SoC和存储测试机为主，市场占比超过60%。SoC测试机主要针对SoC芯片（系统芯片设计）的测试系统，而存储测试机主要针对存储器进行测试，通过写入数据后再进行读取、校验测试 3技术壁垒高 半导体测试设备行业特征主要包括产品过度依赖于进口，贸易逆差较大；在细分领域中，半导体测试机市场较大，其应用更广泛；此外，半导体测试设备技术壁垒高，市场集中度高，国际企业有较强的垄断性 震荡期1996~2012 半导体测试设备发展到90年代，测试对象进一步扩展，可测LSI/VLSI，测试速度大幅度提升，从 40MHz提升到500MHz，代表机型有爱德万T-3330和泰瑞达A500。中国半导体设备逐步开始发展，2010年之后兴起的物联网、人工智能、云计算等概念进一步拓宽了半导体器件的应用领域，中国依托消费市场逐步承接全球集成电路产业链的转移 调整发展时期：整体市场体量有所提升，行业并购现象浪潮展开，该时期基本形成了初步的市场竞争 格局 高速发展期2013~2023 半导体测试设备技术门槛高，且市场集中度较高 半导体设备研发周期长，研发难度高，具有较强的垄断性，例如测试设备中每一个子领域市场集中度都极高。对比国际先进厂商，中国半导体行业发展历程相对较短，现有产业及其专用设备的人才和技术水平难以满足产业需求，这是造成半导体测试设备研发及制造技术相对薄弱的主要原因之一 [3]1：矽电股份，华峰测控 半导体测试设备发展历程[4] 半导体测试设备经历了启动期、震荡期和高速发展期，目前处于高速发展期。上世纪60年代初步启动阶段，半导体设备行业从半导体行业垂直一体化的结构剥离出来后，作为半导体行业的重要上游不断发展，到目前为止，中国大陆连续第三年成为半导体设备最大的市场，但投资额放缓，同比下降近5%；中国台湾为第二大设备 启动期1960~1995 上世纪60年代测试设备主要测试对象为简单模拟IC，测试速度小于10MHz，可测管教数较小，代表 机型为仙童5000C；发展到70年代，测试设备可测中小规模IC，测试速度提升到小雨40MHz，代表机型为爱德万TR4100。此外，该时期随着家电行业的兴起，半导体器件逐渐从军工设备延伸到家电领域，日本的索尼、东芝、日立等企业快速发展，带动集成电路产业链从美国转移到日本 初步启动发展时期：自上世纪60年代，半导体设备行业从半导体行业垂直一体化的结构剥离出来后， 作为半导体行业的重要上游不断发展，但市场体量较小，竞争格局相对激励 支出市场，并连续4年实现增长，2022年同比增长8%至268亿美元 该阶段半导体测试设备进入高速发展阶段，测试对象扩展到SoC/MEMS等，测试速度高达0.1-1GHz