AI硬科技和应用系列深度（二）：以史为鉴，AI催生测试机国产化良机

AI硬科技和应用系列深度（二）—— 以史为鉴，AI催生测试机国产化良机 证券分析师:张世杰分析师登记编号:S1190523020001E-MAIL：zhangsj@tpyzq.com 报告摘要 测试环节贯穿全生命周期，顺产业趋势头部厂商形成强大壁垒。测试环节贯穿芯片制造全生命周期，是保障芯片良率与可靠性的关键，是芯片良率的“守门人。2025年，全球ATE（自动测试设备）规模超100亿美金，2025-2027维持双位数复合增长。头部公司分别抓住计算机控制IC时代、区域半导体产业崛起、SoC测试产业兴起等产业浪潮，形成了自身强大壁垒。四大优势+两大差异，塑造双寡头市场格局。极高硬件技术壁垒+软件生态锁定+与头部芯片厂联合定义 +全产品线、高研发投入、全球化服务，四大优势塑造行业寡头垄断格局，爱德万与泰瑞达两家合计份额接近80-90%。差异化产品矩阵+战略侧重，形成两强各自优势领域。AI芯片重构测试需求，驱动测试机行业五大新方向。测试复杂度跃升驱动ATE市场结构性变革，形成五 大新方向：第一、高端SoC ATE紧缺驱动量价齐升；第二、HBM与3D堆叠存储测试新挑战；第三、SLT系统/硅光子/CPO测试新蓝海；第四、AI驱动超大电流与精密电源/热管理，带来测试新挑战；第五、更高速度、更高并行度、更大引脚数。AI与国产化双重机遇叠加——国内测试机行业迎来快速发展机遇。国内企业依托性价比、服务响应速 度及资金支持与高投入，有望抓住AI与国产化浪潮，着重向中高端soc测试及以HBM等存储测试领域持续拓展，提高领域国产化率。投资建议：建议关注国内领先的半导体测试设备厂商，长川科技、华峰测控、精智达。 风险提示：AI产业推进不及预期；宏观经济出现重大波动；核心部件出现供应短缺。 目录 1、测试环节贯穿全生命周期，顺产业趋势头部厂商形成强大壁垒 2、四大优势+两大差异，塑造双寡头市场格局3、AI芯片重构测试需求，驱动测试机行业新方向4、AI与国产化双重机遇叠加——国内测试机行业迎来快速发展机遇 测试环节贯穿晶圆制造到系统级应用全生命周期 注：CP测试在晶圆制造完成后进行，通过探针卡对裸片进行电性测试；FT测试在封装完成后进行，验证芯片功能与性能；SLT在模组/板卡阶段进行系统级验证。 资料来源：SEMI、Teradyne\Advantest财报、互联网公开资料、太平洋证券整理 ➤测试环节贯穿全产业链：从晶圆制造完成后的CP（ChipProbing）晶圆探针测试，到封装后的FT（Final Test）成品终测，再到模组阶段的SLT（System LevelTest）系统级测试，测试环节贯穿芯片制造全生命周期，是保障芯片良率与可靠性的关键。➤ATE是芯片良率的"守门人"：ATE（自动测试设备）占半导体测试设备市场60%以上份额。全球ATE市场 由Teradyne（2025年收入$31.9亿）、Advantest（2025年收入约$70.3亿）双寡头主导，两家合计市场份额超70%。 ➤全球ATE市场加速增长：据SEMI预测，全球半导体测试设备销售额2025年将达$93亿（同比+23.2%），2026年达$98亿（+5%）。AI芯片、先进封装（Chiplet/HBM）是核心增长驱动力，2024-2027年CAGR预计超12%,头部公司基于完善的高端测试设备布局，有望获取更高成长。 资料来源：Teradyne官网、Advantest官网、Seeking Alpha •1960s初创期：Teradyne推出J259标志ATE诞生，计算机控制IC测试时代开启•1970s-80s VLSI时代：Advantest进入半导体测试，日本半导体产业崛起•1990s SoC测试兴起：Catalyst/V93000平台奠定现代SoC测试基础•2000s并购整合：Teradyne与Advantest形成双寡头，合计占高端ATE市场75-80%•2010s+ AI/HPC时代：HBM、Chiplet、AI加速器测试需求爆发，ATE市场2024年规模约$74亿 泰瑞达历史回顾：公司概况与创立 1960-1970s：ATE行业开创者 资料来源：ChipHistory.org、Teradyne官网 •1960年MIT校友Alex d'Arbeloff与Nick DeWolf在波士顿创立，命名=Tera(万亿)+dyne(力)•1961年推出D133二极管测试仪，首款商业化产品•1966年推出J259——首台带小型计算机的IC测试系统，标志ATE时代开端•1970s进入ICT/背板测试领域，成为早期在线测试先驱，J259使Teradyne迅速成为DEC最大客户之一 泰瑞达历史回顾：技术突破与半导体测试深耕+战略并购与业务版图扩张1980-1999：从VLSI到SoC测试的跨越2000-2014：三大业务板块成型 资料来源：Teradyne官网、CAE Online •1981年J941 VLSI测试系统获Intel大额订单，确立VLSI测试领导地位•1987年收购Zehntel；推出A500——首款模拟VLSI测试系统•1997年推出Catalyst SoC测试系统，开创SoC测试新时代•1998年推出J750——大批量低成本混合信号测试机，至今全球装机量最大，成为消费电子和汽车电子主力测试平台•2001年收购GenRad——补强汽车电子/板级测试能力，拓展工业检测领域•2008年收购Nextest(闪存测试)+ Eagle Test(模拟/电源测试)，完善存储与模拟测试布局•2011年收购LitePoint——进入Wi-Fi/BT/5G无线测试领域，抓住无线通信测试机遇•形成半导体测试+系统测试+无线测试三大业务板块，并购策略聚焦互补技术 泰瑞达历史回顾：机器人转型与AI布局 2015-2026：双引擎驱动增长 资料来源：Teradyne官网、Morningstar •2015年收购Universal Robots(协作机器人龙头)，进入工业自动化领域•2018年收购MiR(AMR自主移动机器人)，完善机器人产品矩阵•双引擎战略：半导体测试+工业自动化对冲半导体周期波动•UltraFLEXplus针对AI加速器/xPU测试；Magnum EPIC针对HBM DRAM测试•FY2024营收$2.82B，2025年指引增长约15%，中期目标2028年$4.5-5.5B 爱德万历史回顾：前身与初创期 1954-1970s：存储器测试基因奠基 资料来源：Advantest官网、Umbrex •1954年武田理研工业(Takeda Riken Industry)在东京成立，主营电子测量仪器•1972年推出T-320/20——日本首款LSI测试系统，正式进入半导体测试领域•1976年推出T310/31——全球首款DRAM专用测试机，奠定存储器测试基因•1975年与富士通资本合作强化技术实力，至今占据全球存储器测试市场约60%份额 爱德万历史回顾：全球化与测试主业确立 资料来源：Advantest官网、Matrix BCG •1982年设立Advantest America，开启全球化扩张步伐•1983年在东京证券交易所上市；1985年更名为Advantest Corporation•1993年推出500MHz/1GHz VLSI测试系统，技术领先行业•1995年推出T5581 SDRAM测试系统，成为市场爆款产品•2003年推出开放式架构T2000 SoC测试平台，灵活适应多样化测试需求 爱德万历史回顾：并购扩张确立双寡头 资料来源：Advantest官网、Umbrex •2008年收购Credence——补强模拟/混合信号测试能力•2011年以约$11亿收购Verigy(原安捷伦/惠普SoC测试部门)，确立高端SoC测试双寡头地位•整合HP/Agilent测试技术遗产，扩大全球客户基础，SoC测试市占率跃居全球前列•V93000平台持续迭代成为业界主流SoC测试平台，支持从移动芯片到AI处理器的全场景测试 爱德万历史回顾：AI时代布局与最新动态 资料来源：Advantest官网、Matrix BCG •V93000 EXA Scale针对AI/HPC芯片测试，支持3nm先进制程，已大规模部署•T5800系列主导HBM测试，FY2024 HBM测试机营收同比增长38%•收购Essai(2021)/R&D Altanova(2024)/CREA(2023)，延伸SLT测试、探针卡、耗材业务•推出ACS(Advantest Cloud Solutions)数据分析平台，与PDF Solutions合作推动测试智能化•FY2024营收约$2.6B，高端ATE市占率约45-50%，持有现金¥2254亿 目录 1、测试环节贯穿全生命周期，顺产业趋势头部厂商形成强大壁垒 2、四大优势+两大差异，塑造双寡头市场格局 3、AI芯片重构测试需求，驱动测试机行业新方向 4、AI与国产化双重机遇叠加——国内测试机行业迎来快速发展机遇 半导体测试机行业处于双寡头市场格局泰瑞达+爱德万合计全球ATE市占率≈80-90% 资料来源：SEMI、各公司年报 •全球后道测试设备市场高度垄断：爱德万市占率60%左右，泰瑞达接近30%，两家合计接近80-90%。高端SoC/存储测试领域集中度超过90%。•爱德万：存储器测试全球市占率60-70%，SoC测试约40%。2024营收$4.86B（+60.27%YoY，受AI算力 需求驱动），2025创纪录营收$7.03B。V93000平台为HBM4测试行业标准。•泰瑞达：SoC/RF/MCU测试领域强势，模拟混合信号测试全球第一。FY2024营收$2.82B（+5% YoY），FY2025营收$3.19B（+13%）。UltraFLEX/FLEX覆盖苹果/高通等头部客户。 头部玩家核心竞争力——极高硬件技术壁垒ps级时序精度、GHz级信号速率、数千并行通道同步 •自研精密芯片形成垂直壁垒：两家均自研PE(引脚电子)芯片、ADC/DAC、时钟分配芯片，从底层硬件到系统软件全栈掌控，新进入者需数亿美元级研发投入+5-10年客户验证周期。•模块化Per-pin架构可扩展：爱德万V93000采用Pin Scale架构，不同测试能力(数字/模拟/RF/电源) 可在特定测试槽位配置；泰瑞达UltraFLEX支持从低端MCU到高端SoC全系列测试，模块化设计延长平台生命周期。 •先进制程测试需求驱动技术迭代：3nm/2nm先进制程及HBM4高速接口(8Gbps+/2048-bit)对测试设备提出极高要求，双寡头通过与客户联合开发持续保持技术领先。 头部玩家核心竞争力——软件生态锁定 测试程序难迁移→封测厂极度不愿更换供应商 •软件生态是双寡头最强护城河：ATE测试程序基于特定平台开发，迁移需重写全部测试向量并重新验证，切换成本超百万美元，封测厂极度不愿更换供应商。•泰瑞达IG-XL：数十年积累的测试向量库支持WGL/STIL格式，与UltraFLEX硬件深度耦合。软件定义 测试趋势下，泰瑞达加速AI测试流程与云原生方案部署。•爱德万SmarTest+ACS：与SK海力士、三星等存储厂良率管理系统深度集成，形成数据闭环。2024年服务收入达¥1084亿日元(约$6.8亿)，占营收重要比重，高毛利服务业务增强盈利稳定性。 头部玩家核心竞争力——与头部芯片厂联合定义 Co-development模式形成正向反馈锁定 •爱德万深度绑定AI算力龙头：V93000成为HBM4测试行业重要平台，获头部存储厂商平台认可。•泰瑞达主攻云厂商ASIC生态：与头部AI芯片公司早期对接，TitanHP系统在AI芯片测试领域市占较 高，覆盖HBM/ASIC测试需求，CPO硅光子测试前瞻布局。•新进入者面临验证壁垒死锁：无头部客户产线验证机会→无法获得真实测试数据→产品迭代滞后→