半导体测试设备产业发展概况、市场竞争格局及发展前景预测

一、定义及分类 半导体测试设备是用于测试半导体器件的专用设备。半导体测试设备主要包括测试机、分选机和探针台三大类。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芯片与测试机功能模块的连接。晶圆检测环节需要使用测试机和探针台，成品测试环节需要使用测试机和分选机。 二、行业政策 1、主管部门和监管体制 半导体测试设备行业的政府主管部门为国家工信部和科技部，行业自律性组织为中国半导体行业协会、中国电子专用设备工业协会和中国集成电路测试仪器与装备产业技术创新联盟。 国家工信部主要负责研究拟订信息化发展战略、方针政策和总体规划；推动产业结构战略性调整和优化升级；拟订本行业的法律、法规，发布行政规章，组织制订行业的技术政策、技术体制和技术标准，并对行业的发展方向进行宏观调控。 国家科技部主要负责拟定国家创新驱动发展战略方针以及科技发展、引进国外智力规划和政策并组织实施；牵头建立统一的国家科技管理平台和科研项目资金协调、评估、监管机构；拟订国家基础研究规划、政策和标准并组织实施；编制国家重大科技项目规划并监督实施；牵头国家技术转移体系建设，拟订科技成果转移转化和促进产学研结合的相关政策措施并监督实施等。 中国半导体行业协会是由从事集成电路、半导体分立器件、半导体材料和设备的生产、设计、科研、开发、经营、应用、教学的相关的企、事业单位自愿结成的行业性、全国性、非营利性的社会组织，是中国集成电路的行业自律管理机构。行业协会在国家工业和信息化部的指导和管理下，负责产业及市场研究，对会员企业提供行业引导、咨询服务、行业自律管理以及代表会员企业向政府部门提出产业发展建议和意见等。协会下设集成电路分会、封装测试分会、设计分会等。 中国电子专用设备工业协会主要负责向会员单位和政府主管部门提供行业情况调查、市场趋势、经济运行预测等信息；代表会员单位向政府部门提出产业发展建议和意见；做好政策导向、信息导向、市场导向工作；广泛开展经济技术交流和学术交流活动，发展与国外团体的联系，促进产业发展，推动产业国际化等。 中国集成电路测试仪器与装备产业技术创新联盟由中国科学院微电子研究所作为依托单位，并由我国从事集成电路测试技术相关的产学研用单位在完全自愿的基础上组成。该联盟秉承“开放、协作、分享、共赢”的宗旨，以我国集成电路测试产业需求为牵引，依托联盟各成员单位的人才、技术和市场资源，加强信息交流共享、开展国内国际合作、整合测试产业资源、突出联盟整体优势、提升联盟成员作用，共同推动我国集成电路测试仪器和装备的技术创新和产业化。 2、行业相关政策 半导体产业作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会信息化的重要基础，是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。国家为推动国内半导体产业的发展，增强信息产业的创新能力和国际竞争力，出台了一系列鼓励扶持政策，为半导体产业建立了优良的政策环境。 2023年8月，国务院印发的《河套深港科技创新合作区深圳园区发展规划》提出，瞄准集成电路设计、软件开发、封测及中试、第五代移动通信（5G）等，加快建设5G中高频器件测试、集成电路科研试验、半导体先进封测等中试公共服务平台，开展产业链关键技术攻关，加快实现信息产业前沿共性技术突破，推动形成相关技术标准。 三、发展历程 半导体测试设备主要经历启动期、震荡期、高速发展期三个阶段。1960-1995年期间，20世纪60年代，半导体测试设备主要测试简单模拟IC，测试速度小于10MHz，代表机型为仙童5000C； 70年代，测试设备可测试中小规模IC，测试速度可达40MHz，代表机型为爱德万TR4100；同时期，随着家电行业的兴起，半导体器材逐步从军工延伸到家电领域，带动半导体测试设备不断发展。 1996-2012年期间，20世纪90年代，半导体测试设备测试对象发展至LSI/VLSI，测试速度提升至500MHz，代表机型有爱德万T-3330和泰瑞达A500。随着2010年物联网、人工智能、云计算等技术的发展，拓宽了半导体器件的应用领域，推动全球半导体测试设备产业规模扩大。 2013年至今，该阶段半导体测试设备测试对象扩展至SoC/MEMS等，测试速度提升至0.1-1GHz，代表机型有爱德万T2000、泰瑞达UltraUFLEX。 四、行业壁垒 1、技术壁垒 半导体测试设备需要具备高精度、高可靠性和高自动化的特点，对测试算法、仪器设计和信号处理等方面有很高的技术要求。目前，国际上主要的半导体测试设备制造商拥有多年的技术积累和专利优势，其产品在精度、稳定性和可靠性等方面具备较高的竞争力。中国企业在技术研发和创新方面仍面临一定挑战，需要加大投入和提高研发能力，才能够与国际巨头竞争。 2、人才壁垒 半导体测试系统行业属于技术密集型产业，需要全面的专业知识，包括电子工程、自动化控制、计算机科学等多个学科的综合应用。然而，目前国内教育体系在半导体测试设备相关专业的培养上还存在不足，缺乏系统的、实践性强的教育培训体系和课程设置。这导致了半导体测试设备领域的专业人才供应不足，无法满足产业发展的需求。 3、资金壁垒 半导体测试设备的研发、制造和销售需要大量的资金投入。首先，研发一台高精度、高自动化的半导体测试设备需要进行大量的研究和试验，需要购买昂贵的研发设备和材料。其次，制造测试设备需要建立生产线和生产工艺，需要购买高精度的设备和器件。此外，销售渠道的建设和市场推广也需要大量的资金支持。这些高额的投资成本对于刚起步的企业来说是一个巨大的挑战。同时，国内半导体测试设备市场竞争激烈，国际巨头在技术、品牌和服务方面具有较大优势，很难被挤掉。因此，国内企业在进入市场时需要进行大规模的市场推广和品牌建设，需要投入大量资金来提高市场份额和竞争力。 五、产业链 1、行业产业链分析 半导体测试设备上游主要包括高精度仪器仪表、电子元器件等；中游主要为半导体测试设备制造厂商；下游主要为集成电路设计厂商、代工厂、封装厂、制造厂等；终端应用主要包括计算机、通信、消费电子、汽车电子等。半导体测试设备产业链如下图所示： 2、行业领先企业分析 （1）杭州长川科技股份有限公司 杭州长川科技股份有限公司是一家专注于集成电路专用设备的研发、生产和销售的企业，致力于提升我国集成电路专用测试设备技术水平，并推动集成电路装备产业升级。公司主要开发探针台、数字测试机等产品，并积极开拓中高端市场。2023年前三季度，长川科技营业收入为12.09亿元，同比下降31.06%；归母净利润为0.01亿元，同比下降99.59%。2023年，公司在面对全球半导体市场承压不减的情况下，遇到了一定的挑战。当前全球市场经济仍处于缓慢复苏阶段，海外科技限制力度升级，导致公司产品市场需求较为疲软。尽管如此，长川科技仍然具有一定优势，公司掌握着集成电路测试设备的核心技术，并且其测试机和分选机在核心性能指标上已达到国内领先、接近国外先进水平，具有较强的竞争力。 （2）武汉精测电子集团股份有限公司 武汉精测电子集团股份有限公司是国内半导体检测设备领域领军企业之一，已基本形成在半导体检测前道、后道全领域的布局，公司子公司武汉精鸿主要聚焦自动测试设备领域，老化产品线在国内一线客户实现批量重复订单、CP（晶片探测）/FT（出厂测试）产品线相关产品已取得相应订单并完成交付，目前批量订单正在积极争取中。公司子公司上海精测主要聚焦半导体前道检测设备领域，致力于半导体前道量测检测设备的研发及生产。2023年前三季度，精测电子营业收入为15.45亿元，同比下降15.13%；研发投入金额为4.51亿元，同比增长16.44%。虽然公司受大环境影响导致业绩并不理想，但公司研发投入已进入收获期，膜厚系列产品、明场晶圆有图形缺陷检测、OCD量测、电子束和老化、CP（晶片探测）、FT（出厂测试）等设备产品和相关技术通过自主研发均实现了技术突破。未来，通过持续的研发投入，半导体检测业务预计将成为公司业绩增长的重要引擎。 六、行业现状 根据国际半导体产业协会（SEMI）的数据显示，2022年全球半导体测试设备市场规模达75亿美元，同比下降3.96%，其中中国半导体测试设备占全球比重的34%。尽管受到美国出口限制的影响，但中国政府继续加大对相关技术的投资，并推动半导体设备的国产化进程，这进一步推动了国内半导体设备市场规模的增长。在半导体测试设备中，半导体测试机是最大的组成部分，约占63%的市场份额。在中国，半导体测试机主要集中在SoC（系统芯片）和存储测试机领域。这两个领域是当前中国半导体产业的重点发展方向。 七、发展因素 1、机遇 （1）政策指引叠加国家基金支持 国家对于本土集成电路及其装备制造业的鼓励类产业政策和产业投资基金的落地实施，为这一领域提供了前所未有的发展机遇。在政策指引与融资护航的双重保障下，国内半导体产业得以快速发展。 近年来，国内半导体产业取得了一系列重大进展。中芯国际的 14nm 先进制程产品和长江存储的64层3D NAND均已实现量产，北方华创、中微公司、华峰测控等企业的半导体设备也已实现进口替代。 这些成果的取得，离不开国家政策的指引和支持。除了政策的指引外，国家基金的支持也为产业发展破解了融资瓶颈，有助于我国集成电路装备业技术水平的提高和行业的快速发展。这使得国内半导体产业在市场上占据了更加有利的地位，迎来了发展黄金时期。 （2）新兴应用领域不断涌现，带动半导体设备行业快速发展 随着技术革新和产业升级的不断推进，集成电路及其专用设备制造企业迎来了持续的发展机遇。 当前，信息产业正经历着从互联网、智能手机时代向物联网时代的转变，这标志着信息感知及处理领域正在迎来第三次浪潮。在物联网智能时代，智能化产品的多样性将进一步丰富，导致对各类信息的采集形成了快速膨胀的数据处理需求。因此，海量数据的有效处理将成为推动集成电路行业发展的核心驱动力。同时，新兴应用市场如物联网、大数据、人工智能、5G通信、汽车电子等也带来了巨量芯片的增量需求，为半导体测试设备企业提供了更大的市场空间。随着这些市场机遇的涌现，半导体测试设备企业需要不断加强技术研发，提高产品质量和性能，以满足不断增长的市场需求。同时，他们还需要密切关注行业标准的变化和技术趋势，灵活调整生产布局和研发投入，以确保在竞争激烈的市场中保持竞争优势。 （3）本土封测企业、设计企业的崛起为本土测试设备制造业带来更大的市场空间 近年来，我国集成电路产业取得了长足的发展，涌现出了一批在细分领域中具备较强竞争优势的本土企业，例如长电科技、华天科技、通富微电等已经进入全球封测企业前10名。封装测试环节对测试机和分选机的需求量持续增加，然而这些设备大多依赖进口，因此国内封测厂对高性价比的国产测试机和分选机产品有着较大的需求。随着本土封装测试龙头企业通过海外并购整合等方式全面提升整体竞争力，其经营规模不断扩大，为本土测试设备制造业带来更大的市场空间。与此同时，本土芯片设计公司如海思半导体、展讯通信、澜起科技等的崛起也为集成电路专用设备行业带来了新的机遇。 在芯片设计环节，这些公司在设计完成后需要使用测试设备对芯片样品进行验证。为保持与芯片设计公司对集成电路各项性能测试的协同，同时避免不同测试设备测试效果的差异，下游制造和封测厂商通常会选择与芯片设计公司使用的测试设备进行合作。因此，本土芯片设计企业的崛起为本土装备制造业带来了巨大发展机遇。 2、不利因素 （1）高端技术人才紧缺 半导体测试设备的研发、制造和应用需要具备深厚的专业知识和技能，以及对相关领域的研究和实践经验。然而，目前中国在半导体测试设备领域面临着高端技术人才紧缺的问题。半导体测试设备是一个高度复杂的技术领域，涉及多个学科的知识，包括电子工程、物理学、材料科学等。在这些领域中，需要具备深刻的专业知识和技术背景，能够理解和应用先进的测试技术和方法。同时，半导体测试设备的研发和制造需要大量的研发投入和技术积累。然而，中国在这方面相对欠缺，尤其是在高端技术人才的培养和引进方面还