2023电子行业深度研究报告：第三方测试快速增长测试服务及测试设备迎来发展良机.docx

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1、第三方涕试快速增长，测试服务及测试设备迎来发展良机内容目录一、半导体测试是贯穿半导体设计、生产及封测的核心步骤41、测试环节贯穿半导体生产制造，是芯片质量的把关者42、产业链专业化分工，第三方测试公司应运而生63、ChiP1et新技术及自主可控大趋势共同驱动我国半导体测试行业快速成长10二、测试机：全球市场呈双寡头垄断格局，国产化率提升空间大141、重要后道检测设备，客户粘性强且盈利水平高142、模拟及功率测试机已实现初步国产替代，SoC/存储测试机逐步突破163、需求侧：下游需求稳定及国产替代共驱我国半导体测试机市场扩容19三、探针卡：晶圆与测试机连接者，自给率低，国产替代大有可为211、探

2、针卡是晶圆测试的核心耗材，MEMS探针卡已逐渐成为主流212、探针价值量占比高，是探针卡最关键的组成部分243、竞争格局相对集中，国产化率极低26四、投资建议27五、风险提示28图表目录图表1：半导体检测设备主要分为前道量测设备和后道检测设备4图表2：晶圆制造环节主要进行过程控制检测，封测环节主要进行电性能检测5图表3：CP测试系统示意图5图表4：MaPPing示意图5图表5：FT测试系统示意图6图表6：CP与FT测试的区别6图表7：半导体制造产业精细化分工，第三方测试厂商应运而生7图表8：第三方测试厂商受半导体行业下行周期影响相对较小8图表9：第三方测试厂商测试专利数量相对较高8图表10：第

3、三方测试厂商测试相关专利占比大8图表I1集成电路测试服务产业链概况9图表12：中国大陆和中国台湾主要第三方测试企业营收情况（单位：百万元）10图表13：全球IC测试服务市场规模（单位：亿元）10图表14：中国大陆IC测试服务市场规模（单位：亿元）10图表15：ChiP1et技术相比SOC技术每个模块可以采用不同的工艺11图表16：ChiPIet提高良率和集成度，降低成本，加速芯片迭代11图表17：ChiPIe1提升芯片良率12图表18：不同芯片与ChiPIet芯片测试对比12图表19：中国大陆正在承接第三次产业迁移13图表20：2023-2023年全球共新建晶圆厂29座13图表21：中国大陆晶

4、圆产线有望扩产至原有产能2.8倍13图表22：国内主流晶圆厂及IDM厂商资本开支处于高位14图表23：半导体后道测试设备市场结构15图表24：测试机公司、封测厂商、IC设计公司形成协同生态15图表25：高毛利高投入带来盈利正循环16图表26：测试机公司毛利率高于其他半导体设备公司16图表27：爱德万、泰瑞达半导体测试设备营收规模领先17图表28：爱德万、泰瑞达半导体测试设备市场份额达65.17图表29：SoC/存储测试机市场空间领先17图表30：SoC/存储测试机市场份额合计占81117图表31：不同种类测试机区别对比18图表32：国内外各大厂商测试机性能指标对比19图表33：2023年全球半

5、导体测试设备市场规模有望达70.7亿美元，中国半导体测试设备市场占比达36.20图表34：2023年我国IC设计企业数量达3243家20图表35：2023年我国IC设计企业销售额达5345.7亿元20图表36：2023年度国产封测厂商募资扩产项目情况21图表37：探针卡是晶圆测试的核心耗材22图表38：MEMS探针卡相比悬臂式探针卡、垂直式探针卡优势显著23图表39：2DMEMS探针卡与2.5D3DMEMS探针卡参数比较24图表40：MEMS探针卡市场规模成长快、比重大24图表41：探针卡断面结构图25图表42：探针卡产业链25图表43：和林微纳已量产的用于FT测试的弹簧探针25图表44：20

6、23年全球前五大厂商共掌握探针卡市场68份额26图表45：前十大主流探针卡厂商26一、半导体测试是贯身半导体设计、生产及封测的核心步讨1、测试环节贯穿半导体生产制造,是芯片质量的把关者半导体工艺制程越来越复杂，检测设备愈发重要。随摩尔定律的进一步发展，半导体芯片晶体管密度越来越高，相关产品复杂度及集成度呈现指数级增长。新应用需求驱动了制程微缩和三维结构的升级，使得工艺步骤大幅提升，成熟制程（以45nm为例）工艺步骤数大约需要430道，到了先进制程（以5nm为例）将会提升至1250道，工艺步骤将近提升了3倍；结构上来看包括GAAFET,MRAM等新一代的半导体工艺都是越来越复杂，在数千道制程中，

7、每一道制程的检测对芯片的良率起到至关重要的作用。半导体检测根据使用的环节以及检测项目的不同，可分为前道检测和后道检测。其中，前道量测包括量测类和缺陷检测类，主要用于晶圆加工环节，目的是检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否达到设计的要求或者存在影响良率的缺陷，属于物理性检测；后道测试根据功能的不同包括分选机、测试机、探针台，主要是用在晶圆加工之后、封装测试环节内，目的是检查芯片的性能是否符合要求，属于电性能检测。图表7：半导体检测设备主要分为前道量测设备和后道检测设备来源：前瞄研究院，国金证券研究所晶圆制造环节检测主要进行光学检测，封测环节主要进行电性能检测。半导体测试环节是避免“十倍成本

8、的关键。所谓“十倍成本”是指芯片故障若未在测试环节中发现，那么在后续电路板级别中发现故障导致的成本将在十倍以上。其中，封测环节主要可以分为：晶圆测试和成品测试。晶圆测试主要是针对加工完的晶圆，进行电性测试，识别出能够正常工作的芯片，需要使用的设备主要为测试机和探针台。成品测试主要是指晶圆切割变成芯片后，针对芯片的性能进行最终测试，需要使用的设备主要为测试机和分选机。图表2:晶圆制造环节主要进行过程控制检测封测环节主要进行电性能检测来源：华峰测控招股书，国金证券研究所晶圆测试(ChiPPrObing),简称CP测试，是指通过探针台和测试机的配合使用，对晶圆上的裸芯片(grossdie)进行功能和

9、电学性能参数的测试。测试过程主要为：探针台将晶圆逐片传送至测试位置，芯片端点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接,测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，以判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。对裸片的测试结果通过通信接口传送至探针台，探针台会根据相应的信息对芯片进行打点标记，形成晶圆的MaPPing,即晶圆的电性能测试结果。CP测试设备主要由支架、测试机、探针台、探针卡等部件组成。CP测试会统计出晶圆上的芯片合格率、不合格芯片的确切位置和各类形式的良率等，可用于指导芯片设计和晶圆制造的工艺改进。来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所芯片成

10、品测试(Fina1TeSt),简称FT,FT测试是在芯片封装后按照测试规范对电路成品进行全面的电路性能检测，目的是挑选出合格的成品芯片，保障芯片在任何环境下都可以维持设计规格书上所预期的功能及性能。通过分选机和测试机配合使用，测试过程主要为:分选机将被测芯片逐个传送至测试工位，被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送至分选机，分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。FT测试系统通常由支架、测试机、分选机、测试板和测试座组成。FT测试环节的数据可以用于

11、指导封装环节的工艺改进。图表5:FT测试系统示意图来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所CP测试的主要目的在于挑出坏的裸片，减少后续的封装和FT测试成本；FT测试的主要目的确保芯片符合交付要求，避免将不合格的芯片交付给下游用户。相比于FT测试，CP测试的技术要求更高，难度更大。芯片在完成封装后处于良好的保护状态，体积也较晶圆状态的裸片增加几倍至数卜倍，因此FT测试对洁净等级和作业精细程度的要求较CP测试低一个级别，但测试作业的工作量和人员用工量更大。CP测试和FT测试在确保芯片良率、控制生产成本、指导IC设计和生产工艺改进等方面都起到了至关重要的作用。图表6：CP与FT测试的区别晶圆测试（C

12、P）芯片成品测试（FT）产业链位置芯片封装前芯片封装后测试设备测试机、探针台测试机、分选机测试目的挑出坏的裸芯片，以减少后续封装和成品测试成本，测试数据用于指导芯片设计和晶圆制造的工艺改进确保每颗芯片成品向客户交付前能够达到设计要求的指标客户群体IC设计公司、晶圆厂、封装厂、IDMIC设计公司、封装厂、IDM来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所2、产业链专业化分工,第三方测试公司应运而生受成本、专业度及研发精力投入方向等多重因素影响,半导体产业链趋于精细化、专业化。IDM模式是集成电路产业最早采用的经营模式，即覆盖集成电路设计、晶圆制造、封装、测试等集成电路的全产业链环节。随着集成电路技术

13、遵循摩尔定律快速迭代，集成电路产业技术更新换代加越来越快，传统IDM模式由于投资成本高、难以响应市场对于速度和产品多样性等劣势越来越明显，于是以Fab1eSs+F。Undry+OSAT为代表的集成电路专业分工模式应运而生，凭借高效和协同推动集成电路产业向专业化分工的方向发展，已逐步成为行业的主流经营模式。FabIeSS厂商负责芯片设计环节，FOUndry厂商进行晶圆制造的代工服务，之后OSAT厂商进行封装和测试。然而随着测试的地位愈加重要高端测试机台的巨大投入，专注于测试的第三方测试厂商应运而生。以京元电子、伟测科技为首的第三方测试企业相较于半导体行业内的其他竞争者具有独立可观、专业高效、服务

14、面广、单位成本低等优势，因此我们认为第三方测试行业具有良好的成长性。相比于封测一体厂家，第三方测试服务厂家主要具备以下特点： 测试平台更具多样性：测试平台可兼容测试品类更多，抗行业周期性强，产能利用率有机会维持高位； 测试机台更先进：行业重资产属性强，专业第三方测试机构购买先进设备以满足高端测试平台所需； 专业性更强：注重测试开发解决方案，持续优化测试能力，而封装企业更多专注于先进封装，与制造厂商联合开发先进封装技术； 更加独立客观：出具独立测试报告，结果客观公正，避免权责纠纷。此时推荐第三方测试公司我们判断主要有三大逻辑:1）高端芯片制造产业链有望回流。CPU/GPU/FPGA等大芯片制造产

15、业鞋有望迁移回国内，进而带动国内测试产业发展。2）精细化分工是半导体行业发展必然结果,测试有望从封测一体厂商中分离。3）国内晶圆厂资本开支维持高位，扩产持续进行，与之配套测试产业有望迎来快速发展。图表7:半导体制造产业精细化分工第三方测试厂商应运而生来源：国金证券研究所第三方测试厂商受行业景气度波动影响小。相较于封测厂商，第三方测试服务厂商2023-2023年Q1分季度营收水平波动较为平缓，在景气度下行时期依然能实现稳定的营收水平，能有效抵御跨行业周期的波动。首先，第三方测试厂商CP测试的稼动率主要是和晶圆厂流片的稼动率息息相关，FT测试稼动率与封装厂的稼动率相关性高，因此公司整体稼动率呈现波动性小的特点是晶圆厂及封装厂共同作用的结果。其次，第三方测试厂商测试平台通用性相对较高，测试平台可以承接不同封装厂、不同客户的产品，使得第三方测试厂商抗行业下行周期属性强劲。图表8:第三方测试厂商受半导体行业下行周期影响相对较小100908070605040302010华天科技（亿元）CO1CO1CO1OOOoCOO11cxJexJCOCMCMC