测试设备：半导体后道封装关键环节。半导体测试主要分为封装前晶圆测试（CP）和封装后成品测试（FT），CP测试旨在通过电学参数检测等测试晶圆上每一颗颗粒的有效性，标记异常颗粒，减少后续封装和测试的成本，FT测试旨在测试封装后芯片的功能实现及稳定性。从设备角度，分为探针台、分选机、测试机三类。探针台的作用为在CP车市中传送晶圆、连接Pad点，并对接测试机执行CP测试，分选机的作用则是连接封装后芯片的引脚，对接测试机执行FT测试，并对测试后芯片进行标记、分选。市场空间方面，据SEMI数据，2022年半导体测试设备全球市场规模75.2亿美元，约占半导体设备总市场的7%。从结构上看，2020年测试机、分选机、探针台市场规模占比分别为63.1%、17.4%和15.2%。
　　复盘海外龙头路径，重思国产成长动力。测试设备整体上形成了日本厂商爱德万、美国厂商泰瑞达双寡头垄断的格局，二者分别在存储测试和SOC测试领域占据优势。
　　而国内市场的成长性有望来自以下方面：首先，测试设备下游以封测厂商和晶圆制造厂商为主，国产测试设备有望受益下游制造厂商份额提升。据芯思想研究院数据，本土封测厂商全球份额逐年提升，2022年合计达24.54%。其次，先进封装技术演进带来的封装复杂度提升、高频测试需求增加、环境测试复杂度提升也为测试设备带来需求增量。此外，测试设备的商业模式具有一定特殊性，虽然直接用户为中游制造厂商，但终端设计公司通常在设备选择上拥有较高话语权，本土测试设备公司有望伴随国内芯片设计公司共同成长。
　　海外巨头主导市场，国产替代正当时。全球半导体测试设备行业呈现海外龙头垄断格局，国内诸多厂商处于产品验证突破阶段：
　　1）测试机：测试机在测试设备中占据最大比重，2021年泰瑞达、爱德万分别占据51%和33%的全球份额，国内厂商长川科技、华峰测控相继推出数字测试机产品，在细分的存储测试赛道则有精智达、悦芯科技等厂商处于突破阶段；
　　2）分选机：分选机市场相对更加分散，全球龙头为科休，长川科技通过收购STI介入市场，高端的三温、多工位分选机是国产突破重点方向；
　　3）探针台：日本厂商主导，国内长川科技、矽电股份有所布局。
　　投资建议：半导体测试设备是半导体设备国产化的新方向，本土封测厂商规模快速壮大，为国产测试设备带来发展良机。我们看好国产测试设备厂商的产品线突破，建议关注：1）测试机：华峰测控、长川科技、精智达、联动科技、精测电子（子公司武汉精鸿）；2）分选机：长川科技、金海通；3）探针台：矽电股份（IPO中）。
　　风险提示：下游封测行业景气波动；研发进度不及预期；行业竞争加剧

研究报告全文：测试设备行业深度本土封测产业链崛起测试设备迎国产化新机2023年09月15日测试设备半导体后道封装关键环节半导体测试主要分为封装前晶圆测试推荐维持评级CP和封装后成品测试FTCP测试旨在通过电学参数检测等测试晶圆上每一颗颗粒的有效性标记异常颗粒减少后续封装和测试的成本FT测试旨在测试封装后芯片的功能实现及稳定性从设备角度分为探针台分选机测试机三类TableAuthor探针台的作用为在CP车市中传送晶圆连接Pad点并对接测试机执行CP测试分选机的作用则是连接封装后芯片的引脚对接测试机执行FT测试并对测试后芯片进行标记分选市场空间方面据SEMI数据2022年半导体测试设备全球市场规模752亿美元约占半导体设备总市场的7从结构上看2020年测试机分选机探针台市场规模占比分别为631174和152复盘海外龙头路径重思国产成长动力测试设备整体上形成了日本厂商爱分析师方竞德万美国厂商泰瑞达双寡头垄断的格局二者分别在存储测试和SOC测试领执业证书S0100521120004邮箱fangjingmszqcom域占据优势分析师童秋涛而国内市场的成长性有望来自以下方面首先测试设备下游以封测厂商和晶圆执业证书S0100522090008制造厂商为主国产测试设备有望受益下游制造厂商份额提升据芯思想研究院邮箱tongqiutaomszqcom数据本土封测厂商全球份额逐年提升2022年合计达2454其次先进封研究助理张文雨执业证书S0100123030013装技术演进带来的封装复杂度提升高频测试需求增加环境测试复杂度提升也邮箱zhangwenyumszqcom为测试设备带来需求增量此外测试设备的商业模式具有一定特殊性虽然直接用户为中游制造厂商但终端设计公司通常在设备选择上拥有较高话语权本相关研究土测试设备公司有望伴随国内芯片设计公司共同成长1电子行业点评ARM成功上市国产IP大海外巨头主导市场国产替代正当时全球半导体测试设备行业呈现海外龙有可为-20230915头垄断格局国内诸多厂商处于产品验证突破阶段2电子行业跟踪从苹果专利布局看Visio1测试机测试机在测试设备中占据最大比重2021年泰瑞达爱德万分别占nPro交互创新-202309083存储器行业专题研究他山之石探析模组据51和33的全球份额国内厂商长川科技华峰测控相继推出数字测试机厂的成长路径-20230903产品在细分的存储测试赛道则有精智达悦芯科技等厂商处于突破阶段4电子行业周报英伟达业绩亮眼训练推理2分选机分选机市场相对更加分散全球龙头为科休长川科技通过收购STI共同出击-20230828介入市场高端的三温多工位分选机是国产突破重点方向5电子行业深度报告边缘域AI的寒武大爆发-202308073探针台日本厂商主导国内长川科技矽电股份有所布局投资建议半导体测试设备是半导体设备国产化的新方向本土封测厂商规模快速壮大为国产测试设备带来发展良机我们看好国产测试设备厂商的产品线突破建议关注1测试机华峰测控长川科技精智达联动科技精测电子子公司武汉精鸿2分选机长川科技金海通3探针台矽电股份IPO中风险提示下游封测行业景气波动研发进度不及预期行业竞争加剧重点公司盈利预测估值与评级股价EPS元PE倍代码简称评级元2022A2023E2024E2022A2023E2024E688200华峰测控14132389279360365139推荐300604长川科技3583075077116484631推荐688627精智达872007008512012410273谨慎推荐603061金海通9563257189284375134谨慎推荐资料来源Wind民生证券研究院预测注股价为2023年9月12日收盘价本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告1行业深度研究电子目录1测试设备半导体后道封装关键环节311半导体测试设备简介312测试系统种类繁多深度绑定终端设计用户513封装技术演进带来测试需求增长62伴随国产封测及设计公司共同成长921短期成长动力本土半导体制造资本支出增长922长期成长动力本土IC设计公司壮大113海外巨头主导市场国产替代正当时1331测试机品类繁多海外双巨头垄断1332分选机竞争格局相对分散国产化初步突破实现1633探测台日本厂商主导本土厂商快速成长194海外龙头观察2341爱德万领跑存储测试市场2342泰瑞达领跑SoC测试持续并购扩张255投资建议2851行业投资建议2852重点公司296风险提示49插图目录52表格目录52本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告2行业深度研究电子1测试设备半导体后道封装关键环节11半导体测试设备简介半导体测试设备是用于测试半导体器件的专用设备在半导体生产过程中需要对半导体芯片集成电路晶体管等进行严格的测试确保其质量和性能符合规定标准半导体测试设备通过各种测试方法来评估和验证半导体器件的电性能尺寸稳定性等参数半导体测试设备在半导体生产过程中起到了至关重要的作用可以确保产品的质量和性能符合要求提高产品的可靠性和稳定性同时也为故障分析和维修提供了有效的手段半导体检测设备包括前道量测设备又称半导体量测设备以及后道测试设备又称半导体测试设备其中前道量检测包括量测类和缺陷检测类主要用于晶圆加工环节将对特定测试结构的测量结果作为晶圆是否可以正常出货的卡控标准属于物理性测试半导体后道测试分为封装前晶圆测试和封装后成品测试使用设备包括分选机测试机探针台目的是检查芯片的性能是否符合要求属于电性能检测同时在芯片设计阶段还可以通过第三方检测进行验证测试以及测试机探针台和分选机进行有效性验证表1广义的半导体检测设备类别类别应用环节测试内容主要设备主要供应商监控工艺在制造过程中进行产品工艺KLAAMAT前道量测晶圆制造测试测试对象包括缺陷形貌尺量测设备检测设备HitachiASML精测检测设备寸参数等电子中科飞测等描述测试和检验新芯片设计保证符芯片设计验证测试机分选机探针台爱德万泰瑞达华合规格要求峰测控长川科技通过电学参数检测等测试晶圆上每一颗后道测试晶圆制造精智达金海通联颗粒的有效性标记异常颗粒减少后测试机探针台设备CP测试动科技悦芯科技续封装和测试的成本武汉精鸿皇虎测试封装芯片完成封装后测试芯片的功能实现等测试机分选机FT测试及稳定性资料来源联动科技招股说明书民生证券研究院整理根据SEMI数据2022年全球半导体设备市场规模为1074亿美元其中晶圆制造设备测试设备以及封装设备分别为941亿美元752亿美元以及578亿美元据SEMI数据2020年集成电路测试设备中测试机分选机和探针台的占比分别为631174和152测试机为测试设备第一大细分领域本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告3行业深度研究电子图1全球半导体设备市场规模和构成十亿美元图22020年测试机分选机与探台针市场占比43晶圆制造设备测试设备封装设备152120100测试机80分选机60探针台17440其他631200202120222023E2024E资料来源SEMI民生证券研究院资料来源SEMI精智达招股说明书民生证券研究院在工作方式上测试机是检测芯片功能和性能的专用设备测试机对芯片施加输入信号采集被检测芯片的输出信号与预期值进行比较判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性分选机和探针台是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来并实现批量自动化测试的专用设备因此在晶圆制造阶段的晶圆检测环节需要用到测试机和探针台封装测试阶段的成品测试环节需要用到测试机和分选机图3半导体测试设备在半导体生产过程中的应用资料来源联动科技招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告4行业深度研究电子12测试系统种类繁多深度绑定终端设计用户测试系统类型主要按下游测试的芯片器件种类区分的下游被测芯片器件种类很多每种芯片都有不同的测试项目测不同的参数以确保其质量和性能常见的测试系统分类包括分立器件测试系统功率半导体器件测试系统模拟及数模混合芯片测试系统数字及SOC芯片测试系统以及存储类芯片测试系统表2半导体测试设备分类测试系统分类器件芯片类别测试项目特点被测器件芯片电学性能测试耐压或阈值电压测试正向电流测试普通二极管三极管最大电流反向漏流测试电流放大倍数短路性能测小信号器件稳压管TVSMOS管试等电流电压直流参数该类器件对测试系统的稳定等小功率器件性一致性以及测试效率要求较高电学性能测试耐压或阈值电压测试正向电流测试分立器件最大电流反向漏流测试电流放大倍数短路性能测中大功率二极管三极功率半导体器试等电流电压直流参数和热阻雪崩RGCG开关时管MOSFETIGBT等件间二极管反向恢复时间栅极电荷测试以及浪涌测试功率半导体器件及模块等交流参数测试大功率MOSFETIGBT和第三代半导体对测试系统的高电压大电流测试能力要求较高电源管理类芯片电源电学性能和功能测试最大最小电流电压测试开短路监测电池充电控制阈值测试频率测试动态参数测试边沿测试建立电子开关电压调整和保持时间测试传输延时测模拟及数模混功率放大器合芯片试功率测试积分非线性测试总谐波失真测试性数据转化器LED驱动能和功能扫描测试等以模拟信号测试为主但对数字芯片LDO稳压器马通道数量矢量深度测试速度向量深度算法等测达驱动芯片音频通试也有较高的要求讯接口芯片等硬件和软件系统复杂度和技术要求高对测试板卡速度精度向量深度种类测试方法和算法调试工CPUGPUASIC集成电路具软件等要求较高速度要求100MHz-10GHz向量MCUCIS数字信号处数字及SOC深度256-512MV协议100多种需要持续研发以适应理器显示驱动芯片类芯片不断迭代的高端芯片和新的技术标准协议测试系统的高端ADDA芯片射频测试通道可达2000个对信号频率要求较高尤其是数芯片等字通道测试频率要求高存储类测试系统用于存储类芯片的专用测试DRAMNANDFlash等存储类芯片对测试系统要求较高系统软件算法调试工具系统庞大复杂速度要求DRAMNAND和Nor存储类芯片200MHz-6GHz向量深度256-512MV由于芯片存储Flash等存储类芯片单元较多其数量巨大测试系统的测试通道上万个且对频率及信号同步性要求较高资料来源联动科技招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告5行业深度研究电子分立器件测试系统主要用于测试小信号器件如二极管三极管等它需要进行电学性能测试包括耐压电流和电压的测试以及短路性能等功率半导体器件测试系统适用于测试功率二极管功率三极管功率MOSFETIGBT等它需要进行电学性能测试包括电流和电压的测试以及热阻开关时间等特性的测试模拟及数模混合芯片测试系统主要用于测试电源管理芯片功率放大器数据转换器芯片等它需要进行电学性能测试和功能测试包括最大最小电流电压测试频率测试动态参数测试等数字及SOC芯片测试系统适用于测试CPUGPUASICMCU等它需要支持高速测试大向量深度和多种协议测试以满足复杂的硬件和软件系统要求存储类芯片测试系统专用于测试DRAMNANDFlash等存储器件它需要具备高速大向量深度和大量测试通道以应对存储器件数量庞大的测试需求这些测试系统根据被测器件芯片类型和测试项目的特点定制了不同的测试功能和性能要求以确保器件芯片的质量和性能满足市场和客户的需求尽管测试设备的直接客户多为封测厂商和晶圆制造厂商但终端用户为芯片设计公司由于被测芯片在功能上有较大的差异性诸多测试设备企业在芯片设计阶段就已与设计企业针对芯片的测试功能参数要求以及测试程序进行深入的交流因此作为终端用户的芯片设计公司亦在封测厂商的测试设备选择上拥有一定的话语权与终端设计公司的深度绑定与合作是测试设备行业重要的竞争壁垒13封装技术演进带来测试需求增长摩尔定律的发展已经陷入瓶颈集成电路制程进入后摩尔时代随着制程进展的放缓先进封装技术成为提升芯片性能的关键先进封装技术可以通过采用更先进的封装结构和材料实现更高的集成度更快的数据传输速率和更好的散热性能例如3D封装系统级封装等先进封装技术可以提高器件的性能和功能并实现更高的芯片密度更低的功耗和更好的可靠性在摩尔定律面临瓶颈的情况下通过先进封装技术可以继续提升芯片性能满足市场对更高性能和更小尺寸的需求据Yole数据统计2022年全球封装市场规模约达151亿美元其中先进封装全球市场占比约47预计到2028年全球封装市场将达318亿美元其中先进封装占比将达77先进封装市场规模在2022-2028年实现13的年均复合增速本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告6行业深度研究电子图4封装发展进程资料来源AidanTaylorICPackagingandICTestingMarketLandscapeAnalysis民生证券研究院先进封装技术的演进将推动半导体测试需求增长主要体现在如下方面1先进封装的复杂性增加如3D封装和系统级封装的应用使得测试变得更加困难和复杂需要更先进的测试设备来满足需求2高速通信和高频测试需求的增加需要测试设备具备更高的频率范围和更快的数据处理能力3先进封装技术的应用也带来了温度和环境测试的挑战测试设备需要提供温度控制和环境模拟功能以满足不同工作条件下的可靠性测试4对半导体器件可靠性和寿命的要求越来越高测试设备需要进行长时间的可靠性测试评估器件在不同环境和工作条件下的稳定性和寿命综上所述先进封装技术的演进推动了半导体测试需求的增长测试设备需要不断创新和改进以满足复杂封装结构高速通信温度环境等多样化的测试需求提高测试效率和可靠性而伴随算力芯片需求兴起包括Chiplet在内的多芯片3D封装技术和先进封装的结合使用进一步拉动半导体测试需求Chiplet技术是将一类满足特定功能的die裸片通die-to-die内部互联技术将多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起形成一个系统芯片其与主流的系统级封装不同点在于组成Chiplet的各die之间是相对独立的整合过程更为复杂因此为节省测试成本提高测试效率以及保证芯片良率Chiplet芯片在晶圆CP测试阶段以及终测FT测试阶段会增加测试机需求本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告7行业深度研究电子图5SOCsipChiplet的对比资料来源AnandTechTechInsightsIBEElectronics民生证券研究院整理本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告8行业深度研究电子2伴随国产封测及设计公司共同成长21短期成长动力本土半导体制造资本支出增长半导体测试设备企业下游客户主要为晶圆制造厂商封装测试厂商以及芯片设计公司下游行业的资本开支景气度直接影响半导体测试设备的市场规模从下游需求来看国内半导体制造厂商资本支出的提升如晶圆厂扩产以及封测厂产能扩张将持续带动半导体测试设备市场的高速增长据ICInsights数据2022年全球半导体资本开支1817亿美元同比增长19而我们将分晶圆厂封测厂设计公司三个方面讨论国内下游的资本开支趋势图6全球半导体行业资本开支十亿美元全球半导体行业资本开支yoy2006018016040140120100208060040200-20201720182019202020212022资料来源ICsight民生证券研究院晶圆厂端尽管全球资本支出面临行业周期性波动但中国大陆地区因存量产能仍不满足本土需求大陆晶圆厂仍处于积极扩产中根据ICInsight数据2021年中国大陆地区晶圆产能仅占全球16少于韩国和中国台湾图72021年全球晶圆产能区域分布9韩国523中国台湾日本16美国中国大陆21欧洲11其他15资料来源ICsight民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告9行业深度研究电子封测厂端大陆封测厂商规模逐年增长全球份额持续提升据芯思想研究院数据2022年全球委外封测行业整体营收达到3154亿元较2021年增长982其中前十大委外封测公司中中国大陆有四家长电科技JCET通富微电TFMC华天科技HUATIAN智路封测市占率为2454较2021年2353增加101个百分点同时通富微电2022年营收超过200亿元较2021年增长30份额超过力成科技成为全球第四大委外封测公司我们认为本土封测厂商份额持续提升将是长期趋势亦将为上游测试设备带来需求增量表32021与2022年委外封测OSAT行业营收前十名排行22年排2021营收百2022营收百2021市2022市公司地区年增长名万元人民币万元人民币占率占率日月光控股1中国台湾7724085489106826902711ASE安靠2美国3860644393149913441408Amkor长电科技3中国大陆3050233778107410621071JCET通富微电4中国大陆15812205192977551651TFME力成科技5中国台湾1891619277191659611PTI华天科技6中国大陆1209712127025421385HUATIAN智路封测7中国大陆9146109681992319348WiseRoad京元电子8中国台湾77888448847271268KYEC顾邦9中国台湾62475515-1172218175Chipbond南茂10中国台湾63215401-1455220171ChipMOS前十大合计222675245915104477557798其他644666943577122452202全球合计2871413153509821000010000资料来源芯思想研究院民生证券研究院设计公司方面诸多国内Fabless厂商自建封测线亦将带来设备需求出于增强技术和测试工艺的协同效应等原因的考虑头部模拟厂商逐步开始自建封测中心包括艾为电子圣邦微电子思瑞浦中瓷电子等诸多模拟厂商均进行了封测产能的投资本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告10行业深度研究电子表4Fabless厂商自建封测线情况公司项目投资进展艾为电子电子工程测试中心建设项目73亿元未披露圣邦微电子集成电路设计及测试项目3亿元202328开工计划于2024年6月投产于2027年全面达产思瑞浦测试中心建设项目78亿元未披露中瓷电子第三代半导体封测项目62亿元未披露资料来源各公司公告民生证券研究院整理22长期成长动力本土IC设计公司壮大长期来看测试设备行业受益于下游本土IC设计公司的壮大和份额提升带来的需求增量目前中国大陆的芯片设计公司全球份额仍处于较低水平并不满足大陆市场的需求如前文所述测试机公司通常与终端芯片设计公司有较强的绑定合作关系国产测试设备有望伴随国内芯片设计龙头共同成长需求端据全球半导体行业协会SIA数据2021年中国大陆为全球最大的芯片消费市场约占全球芯片市场的35全球芯片市场5559亿美元中国1925亿美元而另一方面供给侧国产芯片设计公司份额仍旧较低据ICInsights数据2021年美国芯片设计公司占据了全球IC市场总额的54其次是韩国公司占据22的份额中国台湾占9而欧洲和日本供应商的份额为6中国大陆占比仅435的需求份额和4的供给份额之间有相当可观的供需缺口图82021全球各地区芯片设计公司市场份额按公司总部所在地划分IDM份额Fabless份额IC总份额806040200美国韩国中国台湾欧洲日本中国大陆资料来源ICInsights民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告11行业深度研究电子表52021年全球前十大IC设计公司营收排名2021年排名公司名称2021营收百万美元2020营收百万美元YoY1高通Qualcomm2933319407512英伟达NVIDLA2488515412613博通Broadcom2102617745184联发科MediaTek1761910929615超威AMD164349763686联咏Novatek48362709797美满Marvell42812942468瑞昱Realtek37672635439赛灵思Xilinx367730532010奇景光电Himax154788874-戴乐格半导体Dialog-1376-前十大业者营收总和1274058597148资料来源TrendForce集邦咨询民生证券研究院近年来国内IC设计公司在快速成长对半导体测试设备的需求将越来越大国内IC设计公司的崛起将为国产测试设备厂商的发展带来机会由于芯片设计公司对于测试设备的设计验证以及选择具有较强话语权随着我国芯片设计企业逐步切入中高端的复杂芯片领域将持续拉动我国半导体测试设备厂商向高端领域推进设计企业作为晶圆厂和封测厂的上游虽然对测试设备的需求量小于晶圆厂和封测厂但其作为订单放大器可以驱动下游厂商采购在Fabless模式中芯片设计企业会先与测试设备厂商进行合作开发满足其个性化要求的测试程序待该设备量产后晶圆厂和封测厂为保证更好符合芯片设计企业的精度要求该设备也会成为晶圆厂和封测厂的首选设备当测试设备企业芯片设计企业晶圆厂和封测厂形成商业生态闭环后通过上下游互相影响其测试设备的选择使得测试设备企业形成较强的客户黏性图9芯片设计企业作为订单放大器驱动下游厂商采购资料来源民生证券研究院整理本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告12行业深度研究电子3海外巨头主导市场国产替代正当时在半导体制造过程中测试机分选机和探针台需要相互配合完成对芯片的全面测试和分类在CP测试环节探针台起传送晶圆等辅助作用CP测试机执行测试在FT测试环节分选机起传送芯片等辅助作用FT测试机执行测试图10测试机与探针台工作原理示意图图11测试机与分选机工作原理示意图资料来源伟测科技招股说明书民生证券研究院资料来源伟测科技招股说明书民生证券研究院31测试机品类繁多海外双巨头垄断311测试机简介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以往将Tester翻译为测试机但现在越来越多的企业将该等产品称之为ATEsystem测试系统的说法开始流行整体上无论是被称为Tester还是ATEsystem皆为软硬件一体测试机是检测芯片功能和性能的专用设备测试机对芯片施加输入信号采集被检测芯片的输出信号与预期值进行比较判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性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测试机用于检测芯片功能和性能技术壁垒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愈来愈高的要求表6测试机介绍测试设备测试环节测试对象技术壁垒公司测试电压电流时间集成电路参数项目越来越多精度越来泰瑞达爱德芯片设计晶圆测试机温度电阻电容频越高响应速度越来越快并且具备通万华峰测制造封装测试率脉宽占空比等用化软件开发平台结合大数据应用控北京冠中资料来源华峰测控招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告13行业深度研究电子测试机在最初的芯片设计验证环节以及正式量产环节均有使用在设计验证环节需要验证样品功能和性能的有效性在正式量产后的晶圆检测环节和成品测试环节测试机对芯片施加输入信号采集输出信号判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性图12集成电路产业链的测试环节10070608050406030204010200-100-20201320142015201620172018201920202021全球测试设备市场规模中国测试设备市场规模全球增速中国增速资料来源长川科技招股说明书民生证券研究院由于越来越多的模拟数字高精度高性能甚至更高功率的功能通过先进的芯片设计和加工工艺或封装工艺集成在一块芯片或模块上测试机行业面临的测试任务日益复杂测试机的测试能力和配置需求都在提高随着集成电路管脚数增多测试时间增长测试机企业越来越多地采用多工位并测的方案来降低测试时间推出测试覆盖面更广资源更多的测试设备不断提高测试系统的可靠性和稳定性以降低客户平均到每颗器件的测试成本测试厂商的不断优化改良提升了测试机的适用性与测试覆盖度使得测试机在测试环节中愈发重要表7测试机技术壁垒指标内容由于集成电路参数项目越来越多如电压电流时间温度电阻电容频率脉宽占空比功能模块需求等对测试机功能模块的需求越来越多客户对集成电路测试精度要求越来越高微伏皮安级精度如对测试机钳位精度要求从1提升测试精度至025时间测量精度提高到百皮秒对测试机测试精度要求越趋严格在相同的测试时间内并行测试芯片越多测试效率越高平均的测试成本越低并行测试数越数量与速度多对测试系统的功能密度及不同测试工位的一致性及稳定性要求就越高集成电路产品门类的增加要求测试设备具备通用化软件开发平台方便客户进行二次应用程序开平台可延展性发以适应不同产品的测试需求下游客户要求测试设备对芯片的状态参数监控生产质量等数据进行大数据分析因此对测试机的数据存储采集和处理数据分析能力能力提出了较高要求资料来源长川科技招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告14行业深度研究电子312测试机市场规模测试机的全球市场规模尚无准确数据但据前文所述2022年全球测试设备测试机分选机探针台总市场规模752亿美元参考前文2020年测试机在测试设备市场总规模中占比为631因此我们参考该统计口径估算2022年全球测试机市场规模约为48亿美元从结构上看据SEMI2018年统计数据测试机市场占比较大的种类分别为存储测试机438SOC测试机235数字测试机127模拟测试机12考虑到半导体下游市场结构相对稳定我们认为该数据如今仍有参考价值图132018年测试机市场结构090030680存储测试机模拟测试机数字测试机23504380SOC测试机分立器件测试机RF测试机1270其他1200资料来源SEMI前瞻经济学人民生证券研究院313测试机竞争格局测试机市场受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2021年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图142021年全球测试机市场竞争格局图152021年中国测试机市场竞争格局3253118泰瑞达泰瑞达爱德万爱德万839科休51科休华峰测控华峰测控33长川科技其他其他37资料来源华经产业研究院民生证券研究院资料来源华经产业研究院民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告15行业深度研究电子在模拟及数模混合集成电路测试系统领域进口替代的进展相对较快国产化程度相对较高华峰测控长川科技联动科技在业内具备较大规模和较好品牌知名度占据国产设备的绝大多数市场份额并已成功进入国内封测龙头企业供应链体系与泰瑞达等国外企业的同类产品展开竞争表8测试机主要厂商设备情况模拟及数模混合数字及SOC测公司国家地区存储器测试机射频测试机功率测试机测试机试机Magnum系泰瑞达美国ETS系列J750UltraFLEXUltraFLEXLamys系列列T2000V93000T5500T580爱德万日本T7912V93000系列系列0系列科休美国Diamondx系列Diamondx系列Model336033Model365036致茂电子中国台湾8080STS8202820华峰测控中国大陆STS82008300STS83003长川科技中国大陆CTA系列D9000未命名CTA系列QT-联动科技中国大陆QT-8000系列3000400050006000系列加速科技中国大陆ST25005000ST25005000悦芯科技中国大陆T800TM8000胜达克中国大陆S200SR20资料来源各公司官网民生证券研究院32分选机竞争格局相对分散国产化初步突破实现321分选机简介分选机是在FT测试中对成品芯片进行分级筛选的设备通过将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来测试机共同实现批量自动化测试测试前分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位测试后分选机根据测试结构对被测芯片进行标记分选收料或编带表9分选机介绍测试设备测试环节测试对象技术壁垒公司将检测的集成电路逐个自对自动化高速重复定位控制能力和测压爱德万科芯片设计封装动传至测试工位被测试精度要求较高达到001mm设备要分选机休长川科测试集成电路进行标记分求稳定性强具备快速切换能力抗干技金海通选收料或编带扰能力强资料来源长川科技招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告16行业深度研究电子半导体分选机分为重力式平移式转塔式三种类型重力式结构简单适合体积较大测试时间一般的传统类型封装形式平移式采用机械臂运输芯片适合几乎所有类型的封装在测试时间较长或先进封装情况下优势明显转塔式适合体积小重量小测试时间短的芯片测试速度最快表10分选机分类名称技术原理设备优点设备缺点分选效率依靠多工位可变间距取放机械手技术以及真空吸附技术实现芯片取放以真空结构简单可靠性每小时产量较低一般UPH主重力式方式吸取半导体依靠传动臂的水平方高适用于重量大对于体积较小的产要为10k-向移动来完成产品在测试工位之间的传体积大的产品品操作性能不佳15k递进而完成整个测试流程依靠轨道进行传输以半导体器件自身产量较低不支持的重力和外部的压缩空气作为器件运动结构简单易于维护一般UPH主体积较小球栅阵平移式的驱动力器件自上而下沿着分选机的和操作生产性能稳要为10k-列封装等特殊封装轨道运动在半导体运动的同时分选机定故障率低20k类型产品的测试的各部件会完成整个测试过程以直驱电机及多工位吸嘴传输芯片芯每小时产量高可以不能应用于重量较片通过主转盘的转动被吸嘴吸入各个较高UPH主转塔式集成打印外观检重外形尺寸较大测试模块依次被各个工位测试直到要为50k查包装等功能的产品芯片完成所有的测试资料来源长川科技公告民生证券研究院在技术壁垒方面分选机对产品的精度运行稳定性生产能力和适应性以及可实现的外部测试环境都有一定的要求表11分选机技术壁垒指标技术要求由于集成电路的小型化和集成化特征分选机对自动化高速重复定位控制能力和测压精度要求较精度要求高误差精度普遍要求在001mm等级分选机的批量自动化作业要求其具备较强的运行稳定性例如对UPH每小时运送集成电路数运行稳定性量和JamRate故障停机比率的要求很高生产能力与适应集成电路封装形式的多样性要求分选机具备对不同封装形式集成电路进行测试时能够快速切换的性能力从而形成较强的柔性化生产能力及适应性集成电路测试对外部测试环境有一定要求例如部分集成电路测试需要多种温度测试环境无磁外部测试环境场干扰测试环境多种外场叠加的测试环境中进行如何给定相应的测试环境是分选机技术难点资料来源长川科技招股说明书民生证券研究院322分选机市场规模据华经产业研究院数据2021年分选机全球市场规模达1362亿美元从结构上看平移式分选机市场占比55转塔式占比40重力式因价格较低封本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告17行业深度研究电子装类型限制较多实际应用占在5左右图16全球分选机市场规模图172021年分选机市场结构占比市场规模亿美元YOY516401412平移式1020840转塔式5560重力式420-202018201920202021资料来源华经产业研究院民生证券研究院资料来源华经产业研究院民生证券研究院323分选机竞争格局分选机市场竞争格局较为分散国产分选机仍具有稀缺性据华经产业研究院数据统计2021年科休Xcerra爱德万台湾鸿劲长川科技分别占据2116128以及2的市场份额其中来自中国大陆的企业仅长川科技一家国内本土分选机主要厂商除长川科技外还包括金海通平移式分选机上海中艺重力式分选机格朗瑞转塔式分选机等图182021年全球分选机市场竞争格局21科休41Xcerra被科休收购爱德万台湾鸿劲16长川科技其他2128资料来源华经产业研究院民生证券研究院中国分选机技术在不断进步有望迎来进一步成长大批量自动化作业要求测试分选设备能够高速且稳定地运行对UPH和Jamrate的要求较高如金海通Exceed8016H分选机的UPH单位小时产出13500颗Jamrate故障停机率本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告18行业深度研究电子110000封装尺寸最小22mm可并行测试最大工位等指标达到同类产品的国际先进水平但是目前中高端分选机仍然由海外品牌主导表12分选机主要厂商设备情况公司国家地区重力式分选机转塔式分选机平移式分选机存储器分选机M6242爱德万日本M4841M4872M4171M6245DeltaEclipseXTDeltaRascoSO1000SO2000科休美国EclipseXTADeltaRascoMT9928MATRiX等鸿劲中国台湾HT-9000700010003000HT-3300致茂电子中国台湾Model31103260收购长奕科技C1系列C3Q系C6系列C6100长川科技中国大陆E300E400系列C88H系列C6800C等列等华兴源创中国大陆ET2032EP20003000EXCEED系列SUMMIT金海通中国大陆系列PUPPYCOLLIE系列NEOCEED系列格兰达中国大陆GR30资料来源各公司官网民生证券研究院33探测台日本厂商主导本土厂商快速成长331探针台简介探针台是将晶圆逐片自动传送至测试位置芯片的管脚通过探针专用连接线与测试机的功能模块进行连接的设备与测试机搭配用于晶圆检测CP测试环节对晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试测试前探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置芯片的Pad点通过探针专用连接线与测试机的功能模块进行连接测试后探针台据此对芯片进行打点标记形成晶圆的Map图图19探针台与测试机结合100806040200-20-40资料来源矽电股份招股说明书民生证券研究院本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告19行业深度研究电子除了常见的晶圆探针台还有一类晶粒探针台常用于光电器件领域其测试对象为经过划片但还未封装的裸晶粒表13探针台分类分类介绍技术原理应用晶圆探针台通过高精密四维平台微米级的晶圆探针台是对未切割晶圆上定位精度实现晶圆上PAD点与探针卡上晶圆探针在集成电路分立器件的器件进行特性或故障检测而的探针可靠接触从而实现对晶圆上裸芯片台领域使用的测试设备的测试并将测试结果记录或者标识标志点在下道工序进行处理由于晶圆划片后晶粒位置会发生变化晶粒晶粒探针台是对晶圆划片后的晶粒探针探针台需通过全扫描排序记录每颗晶粒的具裸晶粒进行检测的探针测试设光电器件领域台体位置在测试时根据所记录的位置运动与备对应的探针接触并标记出测试结果资料来源矽电股份招股说明书民生证券研究院技术壁垒方面CP测试对象为未经封装的晶圆结构更脆弱而探针连接过程又是有损的这就要求探针台具备更高的操控精度和稳定性对晶圆损伤率有较高的要求表14探针台技术壁垒指标内容精度要求探针台精度要求非常严苛重复定位精度要求达到0001mm微米等级晶圆检测对于设备稳定性要求极高各个执行器件均需进行多余度的控制晶圆损伤率要求控制在稳定性1ppm百万分之一以内系统与功能晶圆检测需具备多套视觉精密测量及定位系统并具备视觉相互标定多个坐标系互相拟合的功能探针台对设备工作环境洁净度要求极高除需达到几乎无人干预的全自动化作业对传动机构低粉尘环境洁净度提出要求还需具备气流除尘等特殊功能资料来源长川科技招股说明书民生证券研究院332探针台竞争格局探针台市场目前由日本厂商主导国产探针台在国内市场有所突破根据华经产业研究院数据统计2019年东京精密以及东京电子在全球探针台市场分别占据46和27的份额中国台湾地区的旺矽科技和惠特科技分别占据10以及4的份额大陆地区的深圳矽电占据3的份额此外长川科技和中电科等国产设备厂亦有布局本公司具备证券投资咨询业务资格请务必阅读最后一页免责声明证券研究报告20