半导体检测设备市场快速增长部分设备实现国产替代

经济观察网 记者 李靖恒 “目前，全球半导体产业正在经历第三次产业转移，主要是从韩国、中国台湾地区、东南亚等向中国大陆转移。突如其来的全球新冠疫情，促使这一转移进入了加速阶段。”华峰测控的董秘办人士向记者表示。

华峰测控（688200.SH）是国内一家生产半导体检测设备的厂商，其董秘办人士向记者介绍称，晶圆厂把未封装的裸芯片制造好之后送到封测厂，封装好之后，再使用相应的测试设备进行检测。比如，测试芯片的电信号等参数。这个过程也可以理解为：测试封装好的芯片的计算能力是否合格。

当前，随着各行业芯片应用量的提高，半导体设备需求也在上升。半导体产业链主要有集成电路设计、晶圆制造以及封装测试三个环节。每个环节都需要使用相应的检测设备，尤其是最后的封装测试环节。

华峰测控于2月26日发布的年报显示，该公司2021年营业收入8.78亿元，同比增长120.96%；归属于上市公司股东的净利润4.39亿元，同比增长120.28%。

华峰测控在年报中表示，晶圆厂、封测厂的扩产，给半导体自动化测试系统企业带来了巨大的市场空间。同时，随着各行业技术的提升，导致芯片的集成度也在不断提升，这期间催生了以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体以及其他半导体新材料和新技术，为国内半导体自动化测试系统企业在一些细分领域超越国际巨头，提供了新的机遇。

根据国际半导体设备与材料协会（SEMI）近期发布的的报告信息，2021年中国大陆8英寸晶圆产能居全球领先，市场份额将达到18%，并预计2022年全球半导体制造设备市场总额将由2021年的1030亿美元扩大到1140亿美元。

芯片扩产带动检测设备需求增长

精测电子（300567.SZ）是国内另外一家检测设备生产商。该公司董秘办人士告诉记者，公司的半导体设备主要是由子公司上海精测半导体技术有限公司（以下简称“上海精测”）和武汉精鸿电子技术有限公司（以下简称“武汉精鸿”）在生产。其中，上海精测主要做半导体检测的前道，武汉精鸿主要做半导体检测的后道。

据悉，半导体检测设备主要分为前道和后道测试设备。其中，前道检测设备注重过程工艺监控，几乎运用在每一道制造工序中。其主要用于晶圆加工环节，是一种物理性、功能性的测试，用以检测每一步工艺后产品的加工参数是否达到设计的要求，并查看晶圆表面上是否存在影响良率的缺陷等，确保将加工产线的良率控制在规定的水平之上。据SEMI统计，前道测试设备又可以分为量测设备、缺陷检测设备、过程控制软件三部分。其中，量测设备占前道检测设备的34%，缺陷检测设备占55%。

后道测试设备用于晶圆加工前的设计验证环节和晶圆加工后的封测环节，主要包括测试机、分选机、探针台等。其中，测试机用于检测芯片功能和性能，探针台与分选机实现被测芯片与测试机功能模块的连接。后道测试设备用于分析测试具体失效原因，并改进设计及生产工艺，以提高良率及产品质量，属于电性能的检测。

科磊半导体公司（KLA，纽交所代码：KLAC）、泰瑞达公司（Teradyne，纽交所代号：TER）和爱德万公司（Advantest）是三家国外的半导体检测设备生产大厂。根据科磊半导体1月底发布的财报，该公司2021年全年收入达81.66亿美元，相比2020年全年的60.69亿美元，同比增长了34.55%。科磊半导体在业绩说明会上表示，光学检测产品领域有着广泛强劲的需求。其中，2021年的晶圆量测系统销售收入增速远超整体WFE（Wafer Fabrication Equipment：晶圆制造设备）的增长，成为WFE增长最快的领域之一。

科磊半导体进一步表示，数字化转型正成为行业的长期需求驱动因素，先进存储器、逻辑器件、先进封装以及PCB（印刷电路板）技术等需求日益增长。预计2022年所有终端市场的行业增长势头将推动WFE增长。

根据泰瑞达公司的公告，该公司2021年第四季度的收入为8.85亿美元，其中5.92亿美元来源于半导体测试领域。整个2021财年，该公司营收达到37.03亿美元，比上一财年的31.21亿美元高18.6%。泰瑞达进一步预计，2022年供应将趋紧。更多的半导体企业将进入正式配置，这表明市场供应在2022年将越来越紧张。

1月份，爱德万公司台湾地区总经理吴万锟在媒体交流会上表示，目前设备交期最少半年以上，芯片短缺问题预估要到第今年四季度可以逐渐缓解。在先进制程方面，预估2纳米先进制程有望在2024年试产，2025年量产，从而带动测试设备需求成长。

在目前的先进晶圆测试设备布局方面，吴万锟表示，3纳米测试比较复杂，主要因为高效能运算（HPC）芯片设计复杂度提高，测试时间拉长，带动测试设备需求增加，预期相关设备布局准备将从今年持续到明年。

SEMI总裁兼首席执行官Ajit Manocha则在相关报告中表示：“半导体制造设备销售总额突破1000亿美元大关，反映了全球半导体行业为满足强劲需求而扩大产能的一致而卓越的努力。我们预计，在数字基础设施建设方面的持续投资以及多个终端市场的长期趋势将推动2022年的健康增长。”

部分设备实现国产替代

上述华峰测控人士告诉记者，该公司目前在模拟芯片和数模混合芯片测试设备方面实现了进口替代。不过还没有生产数字芯片测试设备，测试数字芯片的设备技术含量相对较高。模拟芯片和数字芯片测试设备的主要区别在于频率不同，数字芯片的测试频率更高，也更复杂。

据悉，模拟和混合测试机主要针对以模拟信号电路为主、数字信号为辅的半导体而设计的自动测试系统，被测电路包括电源管理器件、高精度模拟器件、数据转换器、汽车电子及分立器件(普通的电阻、电容、晶体管等电子元件)等。其中模拟信号是指信息参数在给定范围内的连续信号，其代表的信息特征量可在任意瞬间呈现为任意数值的信号;数字信号的幅度的取值是离散的，且幅值被限制在有限个数值之内。

华峰测控人士亦向记者表示，目前公司的设备和国外厂商相比，差距在逐渐减小。华峰测控在年报中表示，公司已成长为国内最大的半导体测试系统本土供应商，也是为数不多向国内外知名芯片设计公司、晶圆厂、IDM和封测厂商供应半导体测试设备的中国企业，目前公司为国内前三大半导体封测厂商模拟混合测试领域的主力测试设备供应商，并进入了国际封测市场供应商体系，在台湾、东南亚、日本和欧洲等地区都有装机。（IDM：垂直整合制造，指从芯片设计、制造、封装测试到销售一手包办的半导体公司）

“公司对国内的设公司长期保持全覆盖，确保在未来长期的竞争中保持领先地位，同时跟国外的设计公司长期保持良好的沟通，有一些已经成为了我们的客户。国内的IDM企业较少，比如华润微（688396.SH）、士兰微（600460.SH）等，均已成为公司客户。而国外的IDM长期以来被泰瑞达、爱德万和其他测试设备公司所覆盖。”华峰测控称。

另外，华峰测控还在功率芯片测试方面取得了较快的进展。华峰测控在3月3日公布的业绩说明会纪要中表示，近几年，功率成为了一个很热门的词汇，无论是光伏、新能源还是白色家电，都会大量使用功率器件。随着整个功率市场的发展，公司的功率测试业务也迎来了一个快速的成长期，“公司在功率方面的多年积累使得公司具备了一定的先发优势，无论是国内知名的功率IDM企业还是海外的顶尖IDM企业，我们也都取得了不错的进展。” （记者注：功率器件,也被称为电力电子器件,是具有处理高电压、大电流能力的功率型半导体器件）

而精测电子则早在去年半年报中就曾披露，子公司上海精测主要聚焦半导体前道检测设备领域，现已形成了膜厚/光学关键尺寸量测设备、电子束量测设备、泛半导体设备三大产品系列。上海精测膜厚产品已取得国内一线客户的批量重复订单，光学关键尺寸量测设备、半导体电子束检测设备、全自动晶圆缺陷复查设备也已实现交付国内客户。

精测电子的另一家子公司武汉精鸿则主要聚焦自动检测设备(ATE)领域(主要产品是存储芯片测试设备)，目前已实现关键核心产品技术转移、国产化研发制造以及核心零部件国产化。自动化测试系统(ATE)是后道测试设备的核心部件，通过计算机自动控制完成对半导体的测试，可以加快检测电学参数的速度，降低检测成本。主要用于测试半导体器件的电路功能、电性能参数等。根据下游应用不同，ATE可分为模拟/混合类测试机、SoC（系统级芯片）测试机、存储测试机、功率测试机等。

上述精测电子人士告诉记者，该公司的产品目标是实现半导体测试设备的进口替代，尽管目前国内的设备和国外还有技术差距，不过公司正在尽力缩小这种差距。