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电子行业深度研究:第三方测试快速增长,测试服务及测试设备迎来发展良机

电子设备2023-06-15樊志远、赵晋国金证券改***
电子行业深度研究:第三方测试快速增长,测试服务及测试设备迎来发展良机

敬请参阅最后一页特别声明 1 半导体测试是半导体后道工艺的核心环节,起到了保证芯片良率、降低芯片制造成本的重要作用。根据台湾地区工研院的统计,集成电路测试成本约占设计营收的6%-8%,假设取中值7%,可测算出国内2022年半导体测试服务市场约为374亿元。一方面,在自主可控的趋势下,半导体制造产业链正逐步向国内进行转移。伴随着制造产业链的转移,半导体测试行业有望迎来快速发展。另一方面,我国高端芯片正处于崛起前夕,而芯片的高端化会对测试的需求量及测试的单位价格均产生向上的拉动。自主可控叠加“量价双增”,我国半导体测试行业市场规模有望快速扩容。  第三方测试公司:产业链专业化、精细化分工的必然结果。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:1)测试平台更具多样性,通用化程度高;2)测试机台更先进,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;3)专业性更强,测试相关专利占比更高;4)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等大芯片制造产业链有望迁移回国内,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。在台湾成熟产业链中,京元电子、欣铨、矽格凭借紧靠台积电的区位优势成为全球龙头第三方测试厂商,以此为鉴,我们认为:在晶圆制造产业向中国内地进行转移的过程中,内地第三方测试公司有望深度受益,迎来崛起契机。  测试机:重要后道检测设备,已初步实现部分机型国产替代。测试机为后道测试设备中最大的细分领域,在CP、FT两个环节皆有应用。测试机在后道设备中的价值量占比最大,接近70%,而分选机、探针台占比分别为17%、15%。模拟/数模混合测试机相对价值量小开发难度小,目前已初步实现国产替代;SoC及存储测试机价值量较高技术难度大,国产替代空间仍较大,目前SoC及存储测试机主要还是被爱德万和泰瑞达垄断,目前国内仅存在部分替代机型,整体来看还是存在较大国产替代空白。此外,近年来我国晶圆厂建设迎来高峰期,国产替代白热化趋势下,下游国产封测厂商密集启动募投,带动测试机的需求浪潮,驱动国产测试机市场快速扩容。我们认为:在国产替代和大量新增需求的背景下,国产测试机公司将深度受益。  探针卡:晶圆与测试机连接者,自给率低,国产替代大有可为。从工艺路线上来看,探针卡主要可分为三代:悬臂类、垂直类以及MEMS探针卡。目前,MEMS探针卡正占比逐年提升,并已成为主流探针卡方案。根据VLSI Research的数据显示,2021年探针卡市场规模达23.70亿美元,其中MEMS探针卡市场规模为16.38亿美元,约占总探针卡的69%,预计MEMS探针卡有望继续保持快速成长,2026年MEMS探针卡市场规模将继续扩展有望达22.56亿美元。目前,国内探针卡自给率极低,主要被海外巨头垄断,国产替代空间巨大。 建议积极关注第三方测试公司:伟测科技、利扬芯片;测试设备及核心耗材厂商:长川科技、华兴源创、和林微纳等。 半导体行业周期下行、中美贸易摩擦和美国收紧技术出口管制、竞争格局恶化的风险。 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 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............................................ 4 1、测试环节贯穿半导体生产制造,是芯片质量的把关者........................................... 4 2、产业链专业化分工,第三方测试公司应运而生................................................. 6 3、Chiplet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....................................... 14 1、重要后道检测设备,客户粘性强且盈利水平高................................................ 14 2、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.............................. 16 3、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..................................... 21 1、探针卡是晶圆测试的核心耗材,MEMS探针卡已逐渐成为主流 ................................... 21 2、探针价值量占比高,是探针卡最关键的组成部分.............................................. 24 3、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: 第三方测试厂商测试相关专利占比大 ...................................................... 8 图表11: 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: Chiplet技术相比SoC技术每个模块可以采用不同的工艺.................................... 11 图表16: Chiplet提高良率和集成度,降低成本,加速芯片迭代...................................... 11 图表17: Chiplet提升芯片良率.................................................................. 12 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表18: 不同芯片与Chiplet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: 2021-2022年全球共新建晶圆厂29座..................................................... 13 图表21: 中国大陆晶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81%...................................................... 17 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 ..........