半导体测试设备行业研究系列一：半导体行业景气度有望回升，测试设备国产化持续推进

证券研究报告/行业研究 半导体行业景气度有望回升，测试设备国产化持续推进 ——半导体测试设备行业研究系列一 投资评级：看好 分析师：吴起涤执业登记编号：A0190523020001wuqidi@yd.com.cn研究助理：程治执业登记编号：A0190123070008chengzhi@yd.com.cn 集成电路封测指数与沪深300指数走势对比 000300.SH003260.CJ 40%20% 0% -20%-40% 2023/22023/52023/82023/11 资料来源：同花顺iFinD，源达信息证券研究所 相关报告：1.《半导体行业研究：行业复苏拐点将至，国产替代加速进行》2023.09.15 投资要点 测试设备贯穿制程始终，行业景气度有望恢复 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，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。根据SEMI数据，2023年全球测试设备市场约为63.2亿美元，约占半导体设备价值量的6.3%。在测试设备中测试机、分选机和探针台的价值分成约为63%、17%和15%。受2023年半导体行业景气度影响，2023年全球半导体设备销售额预计下滑6%至1009亿美元，测试设备市场受影响较大。展望2024年，行业景气度回升趋势下，测试设备市场有望得到恢复。 国内封测产能加快扩充，国产测试设备迎来机遇 国内大力推动成熟制程产能扩产，提高国产芯片比例。根据TrendForce在2023年12月的预测，2023-2027年中国大陆的成熟制程产能在全球的占比将由31%增长至39%。中国大陆的封装产业约占全球封装产业产值的38%，为测试设备国产化提供广阔空间。为匹配上游晶圆产能扩张及先进封装等技术的驱动，长电科技、通富微电和华天科技等封测厂商均有较大规模扩产计划，带来大量设备采购需求，国产测试设备厂商有望迎来发展机遇。 测试设备进口垄断情况严重，国产替代逐步推进 全球半导体测试设备市场被泰瑞达和爱德华等国际巨头垄断，2021年全球和中国大陆半导体测试设备市场的CR3分别为97%和92%，且均为国外企业。国产公司中仅长川科技和华峰测控占据少量份额。华峰测控专注于测试机产品，而长川科技除测试机外也布局有分选机等产品。从产品实力对比看，目前国产产品在模拟、数模混合等领域已取得较大突破，技术指标达到国际竞品水平。但泰瑞达和爱德华等国际巨头产品已能覆盖模拟、分立器件和数字测试等多个领域，而国产品牌在产品丰富度上仍有所欠缺，目前华峰测控、长川科技等公司已逐步往功率器件及数字芯片测试等领域拓展。 投资建议 建议关注：华峰测控、长川科技等。 风险提示 行业景气度不及预期；行业竞争格局恶化；国产替代不及预期；下游客户扩产不及预期。 请阅读最后评级说明和重要声明 目录 一、测试设备：贯穿芯片制程的核心设备3 二、行业需求：成熟制程保持扩产，封测产能加快扩充4 三、竞争格局：进口垄断情况严重，国产替代逐步推进4 四、建议关注10 1.华峰测控10 2.长川科技11 五、投资建议12 1.建议关注12 2.一致预测12 六、风险提示13 图表目录 图1：测试设备在晶圆制造和封装测试中的具体运用3 图2：2024年半导体设备市场景气度有望回升4 图3：测试设备约占半导体设备价值量的6.3%4 图4：测试设备各细分品类价值占比4 图5：2023年前三季度半导体设备市场区域占比4 图6：2023年全球8寸晶圆厂产能预计为670万片/月5 图7：2023年全球12英寸晶圆厂产能预计为730万片/月5 图8：2023-2027年先进制程产能分布的变化趋势5 图9：2023-2027年成熟制程产能分布的变化趋势5 图10：2021年中国大陆占全球半导体封装测试环节产值的38%6 图11：2021年全球测试设备市场格局8 图12：2021年中国大陆测试设备市场格局8 图13：2018-2023年前三季度华峰测控营收情况10 图14：2018-2023年前三季度华峰测控归母净利润情况10 图15：2018-2023年前三季度长川科技营收情况11 图16：2018-2023年前三季度长川科技归母净利润情况11 表1：国内部分封装测试扩产项目7 表2：测试机的核心技术指标要求8 表3：国产测试机公司众多，单一公司在产品覆盖度上不如进口品牌9 表4：重点公司盈利预测12 2 一、测试设备：贯穿芯片制程的核心设备 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。 晶圆制造环节：晶圆检测是指在晶圆完成后进行封装前对晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试，实现在芯片封装前将无效芯片筛选出来。 封装测试环节：成品测试是指芯片完成封装后对封装芯片进行功能和电参数测试，确保出厂芯片的功能和性能指标能够达到设计规范要求。 图1：测试设备在晶圆制造和封装测试中的具体运用 资料来源：华峰测控招股说明书，源达信息证券研究所 2024年全球半导体设备销售额有望回升。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。 图2：2024年半导体设备市场景气度有望回升图3：测试设备约占半导体设备价值量的6.3% 全球半导体设备市场空间（亿美元） YOY（%） 封装设备, 4.0% 晶圆制造 设备,89.8% 150060% 1000 500 40% 20% 0% 测试设备,6.3% 0 20192020202120222023E2024E2025E -20% 资料来源：SEMI，源达信息证券研究所资料来源：SEMI，源达信息证券研究所 根据华峰测控招股说明书，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%。根据SEMI公布数据，2023年前三季度中国大陆半导体设备市场为24.5亿美元，占全球的31.3%，实现逆势增长。中国大陆晶圆厂为后续扩产加快设备采购节奏，预计后续封测厂为匹配晶圆厂产能将扩充产线，有望带动中国大陆测试设备市场增长。 图4：测试设备各细分品类价值占比图5：2023年前三季度半导体设备市场区域占比 探针台 15.2% 其他 欧洲 日本6.2% 6.7% 其他 3.6% 北美 12.0% 中国大 陆 31.3% 中国台 湾韩国 21.0%19.3% 4.3% 分选机 17.4% 测试机 63.1% 资料来源：华峰测控招股说明书，源达信息证券研究所资料来源：SEMI，源达信息证券研究所 二、行业需求：成熟制程保持扩产，封测产能加快扩充 晶圆厂产能稳步扩建，推动测试设备市场稳步增长。根据Semi在2023年Q3的预测，预计2023年全球8寸晶圆厂的产能约为670万片/月，在汽车芯片、工业芯片等行业拉动下，在2026年增长14%至770万片/月的产能。此外Semi在2023年Q1预测2023年全球12英寸晶圆厂产能约为730万片/月，并在2026年增长至960万片/月。 资料来源：SEMI，源达信息证券研究所资料来源：SEMI，源达信息证券研究所 中国大陆大力推动成熟制程扩产，利好国产测试设备厂商。受美日荷联动对华半导体设备进口制裁影响，中国大陆先进制程扩产受阻。根据TrendForce数据，2021年全球晶圆出货量中成熟制程占比为86%，销售额占76%。成熟制程芯片主要有驱动芯片、CIS/ISP、功率器件等，在显示面板、消费电子、5G、汽车和工业领域应用广泛。国内大力推动成熟制程产能扩产，提高国产芯片比例。根据TrendForce在2023年12月的预测，2023-2027年中国大陆的成熟制程产能占比将由31%增长至39%。 图8：2023-2027年先进制程产能分布的变化趋势图9：2023-2027年成熟制程产能分布的变化趋势 资料来源：TrendForce，源达信息证券研究所资料来源：TrendForce，源达信息证券研究所 中国大陆在全球半导体封装测试环节产值占比高，测试设备国产化空间大。根据SIA2021年数据，中国大陆在全球半导体封装测试环节的占比为38%，相较晶圆制造和芯片设计等薄弱环节市场地位重要，并提供了巨大的测试设备国产化空间。 资料来源：SIA，源达信息证券研究所 注：分区域价值占比为SIA公布的2021年数据，分环节价值占比为SIA公布的2019年数据 国产封测公司加快产能扩充，国产测试设备有望受益。我们梳理了长电科技、通富微电、华天科技等国内封测公司的封测产能扩充项目，在国内晶圆厂加快成熟制程扩产趋势下，封测公司积极扩充产线匹配晶圆产能。同时在先进封装技术发展下，封测厂的设备开支有望增长，为国产测试设备公司发展创造机遇。 表1：国内部分封装测试扩产项目 项目 简介 5G等新一代通信用产品封装测试项目建成后，年新增5G等新一代通信用产品241200万块产能高性能计算产品封装测试产业化项目建成后，年新增封装测试高性能产品32160万块产能 通富微电 晶圆级封装类产品扩产项目建成后，年新增集成电路封装产能78万块产能功率器件封测扩产项目建成后年新增功率器件封测产能144960万块产能集成电路多芯片封装扩大规模项目建成后，将形成年产MCM(MCP)系列集成电路封装测试产品18亿只的产能 甬矽电子 高密度SiP射频模块封测项目达产后将新增月1.45亿颗SiP模块封测产能 高密度及混合集成电路封测项目达产后可新增年产87000万颗高密度及混合集成电路封测产能 伟测科技无锡集成电路测试产能建设项目建成后，将新增测试设备120多套 长电科技年产60亿颗高端先进封装先进芯片项目 高密度系统级集成电路封测扩大规模项目建成达产后将形成年产SiP系列集成电路封装测试产品15亿只的产能 华天科技TSV及FC集成电路封测产业化项目建成达产后将形成年产晶圆集成电路封测产品33.60万片、FC类系列产品4.8亿只产能 存储及射频类集成电路封测产业化项目建成达产后将形成年产BGA、LGA系列集成电路封装测试产品13亿只产能 资料来源：各公司公告，源达信息证券研究所 三、竞争格局：进口垄断情况严重，国产替代逐步推进 半导体测试设备市场被国际巨头垄断。全球半导体测试设备市场被泰瑞达和爱德华等国际巨头垄断，2021年全球和中国大陆半导体测试设备市场的CR3分别为97%和92%，且均为国外企业。国产公司中仅长川科技和华峰测控占据少量份额，二者体量相当。华峰测控专注于测试机市场，而长川科技除测试机外，在分选机市场也占据一定份额。 图11：2021年全球测试设备市场格局图12：2021年中国大陆测试设备市场格局 华峰测控 1.0% 长川科技 1.0% 科休 9.0% 其他 长川科技 4.0% 华峰 测控 4.0% 科休 10.0% 泰瑞达 32.0% 爱德华 50.0% 1.0% 泰瑞达 46.0% 爱德华 42.0% 资料来源：头豹研究院，源达信息证券研究所资料来源：头豹研究院，源达信息证券研究所 测试机的核心技术指标在于测试功能模块、测试精度、响应速度、应用程序定制化和测试数据存储、采集和分析等。从国产测试机和国外产品对比来看，目前国内公司的部分拳头产品在测试范围、测试精度和响应速度等方面已接近国际先进水平，但是在平台可延展性和数据分析等方面仍与进口品牌存在一定差距。 核心技术指标具体介绍 表2：测试机的核心技术指标要求 测试功能模块功能模块的测试覆