AI芯片争霸前所未有,在未来国与国的科技竞争中,关键领域芯片自给率的重要性将日益凸显。而一颗芯片从诞生到稳定可靠地运行,离不开半导体测试设备的严格把关。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/a092683b50261c2a65cf445e69fa867f.png)
分选机主要用于芯片成品测试
芯片成品测试(Final Test):芯片成品测试量产时,要通过分选机和测试机的配合使用,对封装完成后的每颗芯片进行功能和电参数测试,分出芯片好坏或分等级。国内分选机的重任工作还是用于芯片成品测试,测试平台主要包括测试机、分选机、测试座等设备和材料,在芯片成片环节主要流程和晶圆测试类似:
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/76dd25fb77e1e2f4b2ce956095226759.png)
芯片成品测试系统示意图
分选机根据传输方式不同,分为平移式、转塔式、重力式。由于工作原理的差异,三种分选机的测试速度、适用芯片大小、适用封装类型等性能也各有不同。
平移式分选机,采用机械臂运输芯片,适合体积偏大、重量大、测试时间较长的芯片。技术难度上,平移式分选机工作量大、应用场景多,是技术难度最大的设备。当前市面上平移式分选机的应用份额最高。
转塔式分选机,适合体积小、重量小、测试时间短的芯片,测试速度最快,许多转塔式结合了视觉检测功能,多以测编一体机的形式存在。
分选机市场处于历史最好的窗口期
综合业内数据统计,2022年中国大陆半导体测试设备销售额接近200亿元,其中分选机市场规模35亿。2023年中国大陆半导体测试设备销售额突破250亿元,分选机市场突破40亿。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/198a313100308b08b6a1430c47596070.png)
2014-2024国产测试分选机占有率,制图:未来半导体
根据 SEMI 在 SEMICON Japan 2023 上发布的《年终总半导体设备预测报告》,原始设备制造商的半导体制造设备全球总销售额预计在2023年达到1000亿美元,比2022年创下的1074亿美元的行业记录收缩 6.1%。预计半导体制造设备将在2024年恢复增长,在前端和后端市场的推动下,2025年的销售额预计将达到1240亿美元的新高。预计2024年后道测试设备、组装和包装设备领域将分别增长13.9%和24.3%。到2025年,后端市场将继续增长,后道测试设备销售额增长17%,封装设备销售额增长20%。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/a7da8f86ccd1b98d96a6f7f153b78abf.png)
2024年全球测试机/分选机/探针台市场预计为 45.4/12.5/10.9 亿美元,资料来源:SEMI
全球分选机竞争格局分散
国内企业进击高端市场
从全球市场竞争格局来看,国际厂商主导中高端分选机市场,且竞争越发激烈。分选机方面,主要玩家为科休、爱德万和台湾鸿劲,科休占比21%最高,Xcerra(已被科休收购)占比16%,爱德万占比12%,台湾鸿劲占比8%。虽然海外大厂当前仍优势明显,但由于竞争格局更为分散,更多国内企业正强劲追赶,抢占更多市场份额。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/a5541dd5689fb18e0881415d5a1ce0bc.png)
图源:科休
科休通过全球收购不断完善分选机产品线。在2008年收购重力式分选机和平移式分选机厂商——Rasco;2013年收购转塔式分选机厂商ISMeca;2017年收购全球第二大分选机企业科利登Xcerra。通过收购进一步将其分选机的全球市场销售额在2018年占有率一度达到38.5%。2023年1月,科休收购领先的半导体测试分装机自动化设备供应商MCT Worldwide, LLC(“MCT”),为 Cohu 的产品组合增加了条带、薄膜框和激光打标,以及将加速向不断增长的先进封装测试市场发展的关键技术。公司2023年全年营收为6.36亿美元,较去年的8.128亿美元相比,同比下降21.75%。2024年第一季度,净销售额为1.076亿美元,较上年同期的1.79亿美元下滑了39.66%。
爱德万测试(Advantest)是全球领先的半导体测试设备供应商。半导体产品包含后道测试机和分选机。除了其占据全球最大份额的测试机业务,其分选机也占据测试设备市场空间的15%。爱德万测试集团机电一体化相关业务由测试外围设备组成(如器件接口和测试分选机),其用于与各种测试系统的结合,以及用于前端半导体制造过程的纳米技术产品。转塔式分选机有型号M4841、M4872、M4171、M6242。分选机、测试系统以及器件接口由一站式“测试单元”组成,该单元结合了高测试质量和生产效率。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/8ae3f83c22e93ec81f2fc270c6fef8b8.png)
爱德万测试净销售额变化,图源:爱德万测试官网
2024年,公司预计营业收入将增长8%达5250亿日元,营业利润增长10%达900亿日元。用于驱动生成式AI的高性能存储芯片的需求将增长,存储器用设备的营业收入将达到1260亿日元,增加47%。随着测试设备需求的扩大,相关产品和维护服务也将增长。
国内主要分选机供应企业
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/2ab948ae9ccd7044e26c338063e49575.png)
C6800T三温平移式分选机,图源:长川科技官网
格芯集成电路装备是国内领先的集成电路芯片检测设备供应商,由深圳格兰达智能装备股份有限公司(简称格兰达)于2020年重组而成,专注于集成电路芯片检测装备的研发、生产和销售。
其前身格兰达成立于2004年,是国家高新技术企业,曾位列中国半导体设备企业十强。研发团队成员来自美国麻省理工学院、新加坡南洋理工大学、清华大学、北京航空航天大学等国内外知名大学,具备强大的研发能力,是深圳市集成电路封测设备工程研究中心、广东省集成电路封测设备工程技术研究中心。格芯继承了格兰达的专利技术和研发队伍,持续积累创新和研发优势。2022年12月通过国家高新技术企业认定,2023年4月通过深圳市专精特新中小企业认定,截止2023年累计获得102项发明和实用新型专利及7项软件著作权。
格芯集成电路装备研制的集成电路光学检测、测试分选、晶圆检测等多个系列产品已成功进入日月光、长电、华天、通富、嘉盛等国内外一流的集成电路封测企业,得到市场的广泛认可。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/5de15295f1b5c514954f9be9bc2dd26a.png)
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/866eac9f2fd2fa379531d8d22a6b61ee.png)
平移式分选机,图源:格芯集成电路装备官网
不断扩大的市场优势
国内封测设备市场持续利好
半导体产业在历史发展过程中呈现了较强的周期性特征,这与国际贸易形势、下游应用市场需求波动以及国家产业政策等因素均存在一定的相关性。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/46bdbcb82395691629d1918086d12fa2.png)
全球封测市场预估规模,数据来源:集微咨询
2024年,国内封装测试设备市场继续持续利好,市场规模的扩大主要得益于智能手机、电脑、平板电脑、汽车电子、AI运算等产品的普及和市场需求增长,以及国家产业政策的支持也在一定程度上推动了半导体封测测试设备的发展,同时也得益于技术的进步和成本的降低。
面向先进封装的规划部署
半导体设备市场复苏在即
随着国内半导体产业的快速发展和政策的支持,对设备的需求将持续增长。这将为国产设备企业提供更多的发展机遇和空间。国内同仁应该意识到,国产设备企业在技术创新和品质提升方面仍有待加强。尤其面向先进封装——三维堆叠和系统集成的封测设备仍是国产攻克的重点。
![](http://www.fsemi.tech/uploads/20240520/f6123171041035ebe17127db7eca3a87.png)
全球高性能封装技术市场规模,数据来源:Yole
高速率、高准确性和高稳定性以及大批量出货的国产检测试设备将有利于先进封装的进步,满足中国AI市场。面向未来,尤其在先进封装设备方向,业内将增大研发,面向先进晶圆级、2.5/3D和Chiplet异构集成有关封测设备开发,以应对中国先进封装厂即将爆发的产能需求,助力中国半导体与时代进步。