半导体测试设备之探针测试主要趋势及重点代表企业
集成电路产业作为国家重点鼓励和扶持的战略性新兴产业,是支撑我国经济社会发展和保障国家安全的基础性、战略性和先导性产业。近年来,国家持续出台政策以支持集成电路产业的国产化替代。年6月,我国发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》明确提出,到年集成电路产业链达到国际先进水平,一批企业进入国际第一发展梯队,实现跨越发展。年8月,我国再次颁布《关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》(国发〔〕8号),该政策从税收优惠等维度加大对本土集成电路产业的支持,鼓励加快国产化替代进程,降低对海外的依赖。随着我国对集成电路产业的政策支持以及集成电路产业逐渐向我国大陆地区的转移,我国将成为全球最重要的集成电路制造国之一。
1、半导体测试设备行业发展情况及竞争态势
半导体测试设备的运用贯穿整个半导体制造过程,在半导体产业链中起着成本控制和保证品质的关键作用。芯片会经历晶圆、封测、PCB、电子系统、客户端等阶段,根据电子系统故障检测中的“十倍法则”,若芯片厂商未能及时发现芯片故障,则需在下一阶段耗费十倍的成本以排查和处理故障。此外,通过及时有效的检测,芯片厂商还可以合理筛选出不同性能等级的芯片或器件。因此,随着芯片生产成本日渐高涨,半导体测试设备的重要性也日渐凸显。根据SEMI统计,半导体测试设备占半导体设备比例为8.71%,据此推算,年全球半导体测试设备市场为89.36亿美元。随着半导体行业整体进入上升周期,半导体测试设备在可预见的未来将持续保持增长态势。
全球半导体测试设备市场集中度高,各细分市场均被境外龙头企业所垄断,爱德万、科休、泰瑞达、东京电子、东京精密等境外企业占据了半导体测试设备市场的主要份额,境内企业与上述企业在整体规模、产品丰富度等方面存在一定差距。根据SEMI统计,年,全球半导体测试设备市场中泰瑞达、科休、爱德万共占据了97%的市场份额;而在中国大陆,这一数值则达到了92%。
2、探针测试行业发展趋势
(1)设备将向高精度化方向发展
现阶段半导体器件主要通过提高集成度的方式实现更多功能或更快响应。为此,半导体制造过程一般会缩小器件特征尺寸,如高端逻辑芯片的电路制程线宽已由微米级别缩小至纳米级别,最小已达3纳米;在光电芯片中,最小的MicroLED尺寸也已经缩小至50μm以下。此外,为避免器件集成度提高后单位制造成本过度上涨,业界一般使用更大尺寸的晶圆,通过在单片晶圆片上制造更多的芯片并提高边缘区域使用率的方法降低单位制造成本,目前主流晶圆尺寸已从4英寸、6英寸,逐步发展到8英寸和12英寸。
对于探针台,晶圆尺寸增加导致探针的移动行程更大,而器件集成度提升的同时缩小了PAD尺寸,这又要求探针具备更高的操作精度(例如:目前晶粒的尺寸PAD约40μm,考虑到探针具有一定尺寸,实际允许的探针操作误差仅为约5μm)。因此,随着半导体工艺进步,探针台也在向高精度方向发展以适应生产要求,高效、高精度定位已日渐成为探针测试设备的一项重要性能评价指标。
(2)设备更新迭代速度较快
根据半导体行业“一代设备,一代工艺,一代产品”的经验特征,下游半导体厂商新工艺迭代会带动半导体设备的同步更新,探针台设备也遵循该行业规律,例如,针对传统功率半导体器件的探针台即无法满足第三代化合物半导体器件测试需求。
目前,半导体行业整体处于上行周期,行业景气度推动新材料、新工艺、新制程频繁迭代,因此探针台设备也必须保持快速更新换代以适应下游新需求。
(3)各类技术等级设备并存发展
伴随半导体技术持续迅猛发展和半导体应用领域不断拓展,半导体器件种类日趋丰富。由于不同运用场景对半导体器件的功能、响应速度需求存在差异,因此各类性能、用途的器件或芯片大量并存,各器件的技术参数、制造工艺水平也不尽相同。上述现象决定了不同的产线需配置技术等级及性价比相当的半导体设备;即使在同一产线上,复杂程度不同的工艺环节也是根据其实际需要搭配使用各类技术等级的设备,因此产业内高、中、低各类技术等级生产设备并存发展且均有其对应的市场空间。
(4)半导体产业转移带来的半导体设备国产化替代
中国大陆连续多年成为全球最大的半导体消费市场,消费重心一定程度上牵引产能重心,全球半导体产能正不断向中国大陆转移。伴随国家对半导体产业发展的重大战略部署,我国半导体产业快速发展,整体实力显著提升,设计、制造能力与国际先进水平不断缩小,封装测试技术逐步接近国际先进水平,核心技术水平不断取得突破,同时涌现出了一大批优秀的半导体设备制造企业。然而与我国快速增长的半导体产业不相匹配的是,我国大量核心半导体设备长期依赖进口,导致半导体供应链存在严重的安全问题,这极大削弱了我国半导体厂商的竞争力。我国半导体行业要实现从跟随走向引领的跨越,设备产业将是重要环节。
在供应链安全日渐成为国内半导体厂商