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半導(dǎo)體檢測設(shè)備行業(yè)市場分析報告目錄晶

環(huán)

節(jié)

環(huán)

節(jié)

設(shè)

,K

L

A

大1封

環(huán)

節(jié)

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標(biāo)

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淀投

議風(fēng)

示3?

半導(dǎo)體檢測設(shè)備主要用于半導(dǎo)體制造過程中檢測芯片性能與缺陷,貫穿于半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中,可分為晶圓制造環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備和封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備。?

晶圓制造環(huán)節(jié)的檢測:偏向于外觀檢測,是一種物理性、功能性的測試。?

封測環(huán)節(jié)的檢測:按照封裝前后分為晶圓檢測(CP)和成品檢測(FT),主要系電性能的檢測。4數(shù)據(jù)來源:基業(yè)長青,市場研究部◆

2020全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額712億美元,同比+19.2%,中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額187.2億美元,同比+39.2%。中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額占比從2017年14.5%提升至2020年26.3%,首次成為半導(dǎo)體設(shè)備的最大市場。SEMI預(yù)測2021/2022年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為953/1013億美元,假設(shè)中國市場占比穩(wěn)定在26%,我們預(yù)計中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額為248/263億美元,合1604億元/1701億元,分別同比+32%/+6%(人民幣兌美元匯率取6.468,下同)。◆

2020年,晶圓制造環(huán)節(jié)占半導(dǎo)體設(shè)備銷售額86.12%。半導(dǎo)體設(shè)備主要包含晶圓制造設(shè)備、(封測環(huán)節(jié))檢測設(shè)備和封裝設(shè)備三類,SEMI報告披露2020年三者分別占比86.1%、8.5%和5.4%?!?/p>

晶圓制造主要包含八大環(huán)節(jié),晶圓制造環(huán)節(jié)檢測設(shè)備價值量占比約為13%。2020年,晶圓制造環(huán)節(jié)設(shè)備銷售額約為613億美元,因此我們預(yù)計2020年全球晶圓制造環(huán)節(jié)檢測設(shè)備市場規(guī)模為79.69億美元。圖表:2020全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額712億美元圖:2020全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額測算(單位:億美元)800700600500400300200100030%25%20%15%10%5%26.3%25.3%22.5%20.3%15.7%14.5%187.2131.12018134.5201982.364.659.60%2016201720202021Q1全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額(億美元)

中國半導(dǎo)體設(shè)備銷售額(億美元)中國銷售額占比(右)5資料來源:SEMI,市場研究部整理◆

晶圓制造環(huán)節(jié)檢測設(shè)備(過程工藝控制)主要包括量測類設(shè)備和缺陷檢測類設(shè)備,價值量占比分別為40%和50%,控制軟件等其他設(shè)備占剩余10%。價值量占比

2020規(guī)模測算設(shè)備生產(chǎn)設(shè)備環(huán)節(jié)簡介市場供應(yīng)商(2018年)(億美元)準(zhǔn)確確定經(jīng)過多次薄膜沉積后晶圓薄膜的厚度及性質(zhì)??煞譃橥该鞅∧ず筒煌该鞅∧?。KLA(市占率45%)、上海精測11.4%9膜厚測量關(guān)鍵尺寸掃描電子顯微鏡對柵極線條寬度(線寬)進行實時測量,對最終性能、良率和可靠性十分關(guān)鍵。10.5%88日立高新技術(shù)、應(yīng)用材料量測設(shè)備40%綜合掃描電子顯微鏡、光學(xué)薄膜測量儀等多KLA

50%()、Nano、上9.5%8.6%光學(xué)關(guān)鍵尺寸測量設(shè)備

設(shè)備功能,可同時測量關(guān)鍵線寬和形貌結(jié)構(gòu)海睿勵、上海精測參數(shù),用于光刻、刻蝕和CMP工藝后。KLA(市占率65%)、ASML通過數(shù)字化兩層套刻目標(biāo)圖形的圖像,用算法獲取套刻誤差,對芯片工藝提升十分重要。晶圓制造環(huán)節(jié)檢測設(shè)備(過7244套刻誤差測量采取明場和暗場照明,光線反射/散射到光KLA(市占率72%)、日立高新技術(shù)29.6%4.6%有圖形晶圓檢測設(shè)備

傳感器上形成圖像,通過對比檢測缺陷并記錄位置。用激光照射晶圓表面,多通道采集散射光并KLA(市占率78%)、日立高新技術(shù)無圖形晶圓檢測設(shè)備

抑制表面背景噪聲,通過算法提取和比較多通道的表面缺陷信號。傳統(tǒng)檢測以光學(xué)為主(有

無圖形晶圓檢測均采用光學(xué)),電子束在先進工藝使用較多,其靈敏度高但是檢測速度較慢。通過對電子束掃描元件所得二次電子成像的解析,尋找晶圓的異常。/程工

缺陷檢測設(shè)備10.2%8——電子束檢測設(shè)備藝控制)50%光學(xué):全晶圓片表面成像,速度較快。局部晶圓片表面成像,空間分辨率更高,通過對不同芯片同一位置比對等方法獲取缺陷信息。電子束:利用掃描電子顯微鏡,聚焦電子束掃描晶圓表面,接受反射回的電子后轉(zhuǎn)換為灰度圖像,直接檢測晶圓表面的刻蝕圖形。光學(xué):KLA、Nano、上海睿勵、中科飛測電子束:KLA(市占率5.6%48宏觀缺陷檢測設(shè)備85%)、應(yīng)用材料控制軟件及10.0%——————其他

10%6資料來源:KLA官網(wǎng),《半導(dǎo)體制造技術(shù)》,市場研究部整理◆

根據(jù)Gartner數(shù)據(jù),2020年KLA占晶圓制造環(huán)節(jié)檢測設(shè)備市場58%的銷售額份額,應(yīng)用材料、日立高新則分別占比12%、5%,三家合計占比75%,市場集中度較高且被海外公司壟斷,國內(nèi)主要公司有上海睿勵、精測電子、賽騰等,市場份額不足1%。圖:2020年全球市場銷售額CR3達75%,KLA一家獨大其他13%NovaMeasuring3%Onto3%ASML6%◆

2018年,KLA在前道檢測多數(shù)環(huán)節(jié)銷售額市占率超40%。分產(chǎn)品看,膜厚檢測設(shè)備主要供應(yīng)商為KLA、Nova,OCD測量設(shè)備主要供應(yīng)商為KLA、Nano,套刻誤差測量設(shè)備主要供應(yīng)商為KLA、ASML,形貌測量、掩模板檢測、有/無圖形缺陷檢測等環(huán)節(jié)60%以上市場被KLA占據(jù)。國產(chǎn)設(shè)備商主要切入點為膜厚、

OCD

等環(huán)節(jié)。Hitachi5%KLA58%AMAT12%圖表:2018年KLA各環(huán)節(jié)市占率均具顯著優(yōu)勢圖表:國產(chǎn)設(shè)備商主要布局膜厚、OCD等環(huán)節(jié)公司名稱

業(yè)務(wù)領(lǐng)域45%50%65%66%72%78%85%膜厚量測設(shè)備(EFILM系列)OCD測量設(shè)備(EPRPOFILE系列)電子束檢測設(shè)備(ULTRACView)上海精測形貌及膜厚量測設(shè)備(SKYVERSE-900)表面缺陷檢測設(shè)備(SPRUCE系統(tǒng))亞微米量級有圖形晶圓檢測(智能視覺檢測系統(tǒng)中科飛測BIRCH)膜厚量測設(shè)備(TFX3000P、TFX3200)OCD測量設(shè)備(TFX3000)宏觀缺陷檢測設(shè)備(FSD系列)上海睿勵賽騰股份2019年收購日本Optima株式會社,半導(dǎo)體業(yè)務(wù)占比仍較小0%10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%7資料來源:各公司官網(wǎng),智研咨詢,TheInformation

Network,市場研究部整理◆

KLA于1977

年在美國加利福尼亞州成立,由

KLA

公司和

TencorInstruments

公司合并而成。目前為全球第5大半導(dǎo)體設(shè)備公司,是從事半導(dǎo)體及相關(guān)納米電子產(chǎn)業(yè)設(shè)計、制造制程控制和良率管理解決方案的領(lǐng)導(dǎo)者。產(chǎn)品應(yīng)用范圍主要包括晶片制造、晶圓制造、光掩模制造、化合物半導(dǎo)體制造、互補式金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)和圖像感應(yīng)器制造、太陽能制造、

LED

制造、資料存儲媒體/讀寫頭制造、微電子器械系統(tǒng)制造及通用/實驗室應(yīng)用等。圖:KLA主要產(chǎn)品、應(yīng)用領(lǐng)域及工藝展示8資料來源:公司官網(wǎng),市場研究部整理2010年?

Ambios:硅晶圓檢測設(shè)備2019年收購Orbotech切入PCB檢測、面板檢測和特殊半導(dǎo)體檢測,與過程控制形成四大業(yè)務(wù)板塊1997年1977

年KLAInstruments2006年?

ADE:硅晶圓檢測設(shè)備KLA

InstrumentsCorporation和TencorInstruments合并而成2014年?

Luminescent:發(fā)光器成立KLAKLA-TencorInstruments2004年?

Candela:表面檢測系統(tǒng)?

Inspex:晶圓檢測系統(tǒng)業(yè)務(wù)2017年?

Zeta:非接觸輪廓儀2001年2019年2008年?

Filmetrics:薄膜厚度量?

PhaseMetrics:存儲檢測與量測測?

ICOS:封裝和互連檢測解決方案?

Vistec:微電子檢測設(shè)備2000年?

Capres:微型和納米探頭?

Qoniac:光刻和圖案化?

Fab

Solutions:先進過程控制軟件?

FINLE:光刻模型和分析軟件過程控制方案?

Orbotech:良率控制方案1999年2007年?

OnWafer:等離子刻蝕產(chǎn)品?

SensArray:即時溫度量測技術(shù)?

ACMESystems:產(chǎn)量分析軟件2018年?

Therma-Wave:計量設(shè)備服務(wù)1998年?

Nanomechanics:納米縮進檢測?

Microvision:納米硬度計?

Amray:掃描電子顯微鏡缺陷檢測系統(tǒng)?

Nanopro:晶圓量測-先進干涉技術(shù)?

Quantox:缺陷檢測-氧化物監(jiān)測產(chǎn)品?

Ultrapointe:缺陷檢測-激光檢測站9資料來源:公司官網(wǎng),市場研究部整理圖:2020年實現(xiàn)營收58.06億美元,同比+27.09%◆

2016-2020年營收CAGR達18.1%:受下游半導(dǎo)體行業(yè)需求影響,公司營業(yè)收入和凈利潤波動較大。2016年以來公司營收維持高增速,2020年營收58.06億美元,同比+27.09%,2016-2020年CAGR達18.1%;2020年凈利潤12.17億美元,同比+3.5%

。營業(yè)收入(億美元)yoy6050403020100150%130%110%90%70%50%30%10%◆

公司高毛利率穩(wěn)步上升:20世紀(jì)80年代以來,公司毛利率穩(wěn)步上升,自2016年一直穩(wěn)定在60%以上,2020年達60.75%;凈利率自2012年以來均維持在20%左右,2020年為20.95%。-10%-30%-50%1987

1990

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2020圖:2020年毛利率為60.75%,凈利率為20.95%圖:2020年實現(xiàn)凈利潤12.17億美元,同比+3.5%毛利率凈利率凈利潤(億美元)yoy15105600%500%400%300%200%100%0%80%60%40%20%0%01987

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2020-5-10-20%-40%-100%-200%10資料來源:Bloomberg,市場研究部◆

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,KLA超80%的收入來自過程控制:2020年公司過程控制收入47.45億美元,占總營收比重為81.72%;印刷電路板、顯示和組件檢測7.27億美元,占比12.52%;特色工藝3.3億美元,占比5.67%?!?/p>

從地區(qū)來看,來自中國臺灣和中國大陸的收入超一半:2020年來自中國臺灣收入為15.67億美元,占總營收比重為26.98%;來自中國大陸收入為14.58億美元,占比25.1%,二者合計占比超過50%;來自韓國收入為9.82億美元,占比為16.91%;來自日本收入為6.7億美元,占比11.54%。來自東亞的收入占比超過80%。圖:2020年來自中國臺灣和大陸的收入占比約50%圖:2020年過程控制收入占比81.72%(單位:億美元)(單位:億美元)中國臺灣日本中國大陸北美韓國全球服務(wù)和支持晶圓檢測圖案化706050403020100歐洲&以色列其他70半導(dǎo)體過程控制半導(dǎo)體特色工藝印刷電路板、顯示和組件檢測亞洲其他地區(qū)60504030201002014201520162017201820192020201420152016201720182019202011資料來源:Bloomberg,,市場研究部圖:與客戶共同研發(fā)形成正向循環(huán)◆

持續(xù)高研發(fā)投入:公司自2012年研發(fā)投入占比維持在15%左右,多年技術(shù)研發(fā)沉淀鞏固公司龍頭地位?!?/p>

與客戶共同研發(fā):作為龍頭有更多的客戶資源和客戶端數(shù)據(jù)來進行不斷反饋和修正,通過客戶共同研發(fā)能否盡早發(fā)現(xiàn)先進工藝中可能存在的工藝缺陷,形成正循環(huán)?!?/p>

產(chǎn)品更新速度快:從產(chǎn)品的迭代更新來看,

KLA平均每年向市場新推出的新產(chǎn)品數(shù)量高達5-8件,并且能夠領(lǐng)先競爭對手2代以上,2倍速的研發(fā)水平使得公司在最為前沿的市場領(lǐng)域少有競爭對手。圖:自2012年以來公司研發(fā)收入占比維持在15%且投入金額遠(yuǎn)高于同行公司(單位:億美元)圖:20年KLA研發(fā)投入金額高于絕大多數(shù)同行全年在半導(dǎo)體檢測領(lǐng)域的收入KLA研發(fā)投入KLA占比ONTO研發(fā)投入ONTO占比Lasertec研發(fā)投入Lasertec占比10987654321030%25%20%15%10%5%0%2009

2010

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2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

202012資料來源:Bloomberg,公司公告,公司年報,市場研究部目錄晶

環(huán)

節(jié)

環(huán)

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設(shè)

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大12封

環(huán)

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設(shè)

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S

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領(lǐng)

現(xiàn)

產(chǎn)

破檢

設(shè)

標(biāo)

環(huán)

節(jié)

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規(guī)

產(chǎn)

淀345投

議風(fēng)

示13◆

以封測為界,檢測包括晶圓檢測(CP,

Circuit

Probing)和成品測試(FT,

Final

Test):通過分析測試數(shù)據(jù),能夠確定具體失效原因,并改進設(shè)計及生產(chǎn)、封測工藝,以提高良率及產(chǎn)品質(zhì)量。無論是晶圓檢測或是成品檢測,要測試芯片的各項功能指標(biāo)均須完成兩個步驟:一是將芯片的引腳與測試機的功能模塊連接起來,二是通過測試機對芯片施加輸入信號,并檢測輸出信號,判斷芯片功能和性能是否達到設(shè)計要求?!?/p>

隨著集成電路技術(shù)不斷發(fā)展,芯片線寬尺寸不斷減小,制造工序逐漸復(fù)雜,對集成電路測試設(shè)備要求愈加提高,集成電路測試設(shè)備的制造需要綜合運用計算機、自動化、通信、電子和微電子等學(xué)科技術(shù),具有技術(shù)含量高、設(shè)備價值高等特點。圖:集成電路檢測原理14資料來源:華峰測控招股書,市場研究部◆

晶圓檢測(CircuitProbing,CP):晶圓檢測是指在晶圓完成后進行封裝前,通過探針臺和測試機的配合使用,對晶圓上的裸芯片進行功能和電參數(shù)測試?!?/p>

流程:(1)探針臺將晶圓逐片自動傳送至測試位置,芯片的

Pad點通過探針、專用連接線與測試機的功能模塊進行連接;(2)ATE測試機對芯片施加輸入信號并采集輸出信號,判斷芯片功能和性能在不同工作條件下是否達到設(shè)計規(guī)范要求;(3)測試結(jié)果通過通信接口傳送給探針臺,探針臺據(jù)此對芯片進行打點標(biāo)記,形成晶圓的

Map圖?!?/p>

作用:該環(huán)節(jié)的目的是確保在芯片封裝前,盡可能地把無效芯片篩選出來以節(jié)約封裝費用。◆

所需設(shè)備:探針臺、ATE測試機圖:晶圓檢測在晶圓完成后、進行封裝前利用探針臺和測試機進行功能和電參數(shù)測試15資料來源:華峰測控招股書,市場研究部◆

成品測試(Final

Test,F(xiàn)T):成品測試是指芯片完成封裝后,通過分選機和測試機的配合使用,對封裝完成后的芯片進行功能和電參數(shù)測試。◆

流程:(1)分選機將被測芯片逐個自動傳送至測試工位,被測芯片的引腳通過測試工位上的基座、專用連接線與測試機的功能模塊進行連接;(2)測試機對芯片施加輸入信號并采集輸出信號,判斷芯片功能和性能在不同工作條件下是否達到設(shè)計規(guī)范要求;(3)測試結(jié)果通過通信接口傳送給分選機,分選機據(jù)此對被測芯片進行標(biāo)記、分選、收料或編帶?!?/p>

作用:該環(huán)節(jié)的目的是保證出廠的每顆集成電路的功能和性能指標(biāo)能夠達到設(shè)計規(guī)范要求?!?/p>

所需設(shè)備:分選機、ATE測試機圖:成品測試在芯片完成封裝后利用分選機和測試機進行功能和電參數(shù)測試16資料來源:華峰測控招股書,市場研究部◆

晶圓測試和成品檢測主要用到自動化測試系統(tǒng)(Automatic

Test

Equipment,ATE,又稱為測試機)

、分選機和探針臺三種設(shè)備,其中ATE測試機是檢測設(shè)備中最重要的設(shè)備類型,價值量占比約為63%:根據(jù)SEMI,

2018

年國內(nèi)ATE測試機、分選機和探針臺市占率分別為

63.1%、17.4%和

15.2%,其它設(shè)備占4.3%?!?/p>

ATE測試機的檢測內(nèi)容主要為功能和電參數(shù)檢測:ATE測試機通過計算機自動控制,能夠自動完成對半導(dǎo)體的測試,加快檢測電學(xué)參數(shù)的速度,降低芯片測試成本,主要測試內(nèi)容為半導(dǎo)體器件的電路功能、電性能參數(shù),具體涵蓋直流參數(shù)(電壓、電流)、交流參數(shù)(時間、占空比、總諧波失真、頻率等)、功能測試等。表:ATE測試機、分選機、探針臺設(shè)備對比測試環(huán)節(jié)測試對象主要技術(shù)壁壘下游廠商測試電壓、電流、時間、溫度、電阻、電容、頻率、

越高,響應(yīng)速度越來越快,并且具備通集成電路參數(shù)項目越來越多,精度越來ATE測試機晶圓制造、封裝測試封測廠、Fabless廠、晶圓廠脈寬、占空比等用化軟件開發(fā)平臺,結(jié)合大數(shù)據(jù)應(yīng)用將檢測的集成電路逐個自動傳至測試工位,被測試集成電路進行標(biāo)記、分選、

穩(wěn)定性強,具備快速切換能力,抗干擾對自動化高速重復(fù)定位控制能力和測壓封測廠、Fabless廠、精度要求較高,達到0.01mm,設(shè)備要求分選機探針臺封裝測試晶圓制造晶圓廠收料或編帶能力強精度要求嚴(yán)苛(0.001mm)級別,對設(shè)備穩(wěn)定性要求極高,需要具備視覺精密控測量和定位系統(tǒng),對系統(tǒng)算法提出很高要求,工作環(huán)節(jié)必須潔凈度極高封測廠、Fabless廠、對測試臺測試的芯片打點晶圓廠標(biāo)記,形成map圖17資料來源:長川科技招股書,市場研究部整理◆

衡量ATE測試機技術(shù)先進性的關(guān)鍵指標(biāo):主要包括測試功能模塊、測試精度、響應(yīng)速度、應(yīng)用程序定制化和測試數(shù)據(jù)存儲、采集和分析等,其技術(shù)核心在于功能集成、精度、速度與可延展性?!?/p>

功能集成:芯片集成度不斷提升,測試機所需測試的范圍也不斷擴大,能夠覆蓋更大范圍的測試機更受客戶青睞;◆

測試精度:ATE測試機精度影響對不符合要求產(chǎn)品的判斷,重要指標(biāo)包括測試電流、電壓、電容、時間量;◆

響應(yīng)速度:下游客戶為提高出貨速度對測試時間要求越來越高,響應(yīng)速度快的設(shè)備;◆

可延展性:ATE測試機價格投入較高,可靈活增加測試功能、提升通道數(shù)和工位數(shù)的設(shè)備能夠極大地降低客戶成本。表:衡量ATE測試機技術(shù)先進性的關(guān)鍵指標(biāo)序號核心技術(shù)指標(biāo)具體介紹12測試功能模塊測試精度功能模塊的測試覆蓋范圍越大,越具有先進性測試電壓、電流等參數(shù)的精度越高,越具有先進性響應(yīng)/建立速度越快,測試效率越高,并行測試通道越多,越具有3456響應(yīng)速度先進性應(yīng)用程序開發(fā)平臺越通用化,以便適應(yīng)不同產(chǎn)品的定制化測試需求,越具有先進性應(yīng)用程序定制化平臺可延展性平臺越具有延展性,以便更有效地增加測試功能,提升通道數(shù)和工位數(shù),越具有先進性測試數(shù)據(jù)存儲、采集和分析對芯片的狀態(tài)、參數(shù)監(jiān)控、生產(chǎn)質(zhì)量等數(shù)據(jù)越能更好地存儲、采集和分析,以促進客戶進一步優(yōu)化生產(chǎn),越具有先進性18資料來源:華峰測控招股書,市場研究部◆

ATE細(xì)分領(lǐng)域多元,市場需求存在差異:不同類型芯片的測試需求的側(cè)重點不同,ATE根據(jù)下游應(yīng)用可細(xì)分為存儲器、SoC、模擬/混合類和功率測試機等;全球ATE市場以存儲器和SoC測試為主,國內(nèi)模擬/混合測試、數(shù)字測試等領(lǐng)域仍存較大市場空間?!?/p>

(1)模擬/混合類測試機:主要針對以模擬信號電路為主、數(shù)字信號為輔的半導(dǎo)體而設(shè)計的自動測試系統(tǒng),被測電路主包括電源管理器件、高精度模擬器件、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、汽車電子及分立器件等。其中模擬信號是指是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號,或在一段連續(xù)的時間間隔內(nèi),其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號;數(shù)字信號是指人們抽象出來的時間上不連續(xù)的信號,其幅度的取值是離散的,且幅值被限制在有限個數(shù)值之內(nèi)。模擬/混合類測試機技術(shù)難度整體不高,代表企業(yè)為國外泰瑞達、國內(nèi)華峰測控、長川科技和上海宏測。表:模擬/混合類測試機測試對象、技術(shù)參數(shù)及主要玩家測試機分類功率測試機測試對象單芯片引腳數(shù)主要參數(shù)技術(shù)難點和特點代表性企業(yè)除IGBT等大電壓、大電流的測試機相對有一定難度外,普通分立器件測試對測試軟件、算法和工具幾乎無特別要求MOS管、二極管、三極管、IGBT元件等10個引腳以內(nèi)速度5-10MHz向量深度8-16MV調(diào)試工具1-3種協(xié)議1-2種泰瑞達(ETS和Flex系列)華峰測控(STS8200)長川科技(CT系列)上海宏測(MTS737)模擬測試機放大器、電源芯片等對測試軟件、算法和工具要求不高并測幾十到幾百引腳幾個至幾十個引腳對電壓和電流的量測較多,只需基本的少量數(shù)字通道和矢量,對速度、向量深度、算法等要求不高數(shù)?;旌蠝y試機低端AD/DA芯片等19資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察,市場研究部◆

(2)SoC

測試機:主要針對以

SoC

芯片的測試系統(tǒng),SoC

芯片即系統(tǒng)級芯片(System

on

Chip),通??梢詫⑦壿嬆K、微處理器MCU/微控制器CPU

內(nèi)核模塊、數(shù)字信號處理器DSP模塊、嵌入的存儲器模塊、外部進行通訊的接口模塊、含有

ADC

/DAC

的模擬前端模塊、電源管理模塊

PMIC

等集成在一起,設(shè)計和封裝難度高于普通數(shù)字和模擬芯片,SoC

測試機被測芯片可以是微處理器

MCU、CPU、通信芯片等純數(shù)字芯片或數(shù)?;旌?數(shù)字射頻混合芯片,測試引腳數(shù)可達

1000

以上,對信號頻率要求較高尤其是數(shù)字通道測試頻率要求較高。目前市場上代表企業(yè)為泰瑞達、愛德萬和華峰測控。表:SoC測試機測試對象、技術(shù)參數(shù)及主要玩家測試機分類測試對象單芯片引腳數(shù)主要參數(shù)技術(shù)難點和特點代表性企業(yè)SoC芯片總體測試要求非常高,對測試板卡速度、精度、向量深度、種類、測試方法和算法、

泰瑞達(UltraFlex和J750系調(diào)試工具、軟件等要求非常高,因而其硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的復(fù)雜度和技術(shù)要求極高,需要持續(xù)研發(fā)以適應(yīng)不斷迭代的高端芯片和新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。CPU、GPU、ASIC、DSP、MCU、CIS、顯示驅(qū)動芯片、高端AD/DA芯片、射頻芯片等速度100MHz-1.6GHz向量深度256-512MV幾十至上千個引腳列)SoC測試機調(diào)試工具5-10種協(xié)議100余種愛德萬(V93000系列)華峰測控(STS8300)并測幾百到幾千引腳圖:SoC測試機主要面向領(lǐng)域MCU測試

射頻測試物聯(lián)網(wǎng)/模塊測試SoC測試PMIC測試CIS測試20資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察,愛德萬官網(wǎng),市場研究部整理◆

(3)存儲測試機:存儲測試機主要針對存儲器進行測試,其基本原理與模擬/SoC

不同,往往通過寫入一些數(shù)據(jù)再校驗讀回的數(shù)據(jù)進行測試,盡管

SoC

測試機也能針對存儲單元進行測試,但

SoC

測試機的復(fù)雜程度較高,且許多功能在進行存儲器測試時是用不到的,因此出于性價比及性能的考量存儲芯片廠商需要采購存儲器測試機進行測試,盡管存儲器邏輯電路部分較為簡單,但由于存儲單元較多,其數(shù)據(jù)量巨大,因此存儲測試機的引腳數(shù)較多,且對頻率及信號同步性要求較高,目前市場上存儲測試機代表性企業(yè)為愛德萬。表:存儲測試機測試對象、技術(shù)參數(shù)及主要玩家測試機分類存儲測試機測試對象單芯片引腳數(shù)幾百個引腳主要參數(shù)速度200MHz-6GHz向量深度256-512MV調(diào)試工具2-3種協(xié)議2-3種技術(shù)難點和特點代表性企業(yè)DRAM、NAND測試對測試機要求很高,系統(tǒng)、軟件、算法、調(diào)試工具系統(tǒng)龐大復(fù)雜,對新的DRAM標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)支持帶來的研發(fā)投入大,技術(shù)難度大,同測數(shù)量要求可達1024DUT。DRAM、NANDFlash愛德萬(T5系列)等存儲芯片并測數(shù)萬個引腳圖:愛德萬T5系列概覽21資料來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察,愛德萬官網(wǎng),市場研究部整理◆

探針臺(Prober)主要承擔(dān)輸送定位任務(wù),使晶圓依次與探針接觸完成測試,提供晶圓自動上下片、找中心、對準(zhǔn)、定位及按照設(shè)臵的步距移動晶圓以使探針卡上的探針能對準(zhǔn)硅片相應(yīng)位置進行測試,按不同功能可以分為高溫探針臺、低溫探針臺、RF

探針臺、LCD

探針臺等?!?/p>

探針卡為ATE測試機與晶圓

Pad

信號交互的關(guān)鍵部件:晶圓測試時,被測對象安置于探針臺之上,然后用探針卡上的探針與芯片上的焊墊或凸塊直接接觸,將ATE測試機產(chǎn)生的信號施加于被測器件之上并將被測器件中的反饋信號傳輸回

ATE測試機,從而完成整個測試。探針卡可以分為懸臂式探針卡(Cantilever)、垂直式探針卡、微彈簧式探針卡和微機電式探針卡等,目前主流為懸臂式和垂直式。圖:探針臺與測試機合作的工作原理圖:探針卡結(jié)構(gòu)示意圖22資料來源:《探針測試設(shè)備簡介》,無錫旺矽科技官網(wǎng),市場研究部◆

分選機主要承擔(dān)機械方面的任務(wù),包括產(chǎn)品的測試接觸、揀選和傳送等。分選機把待測芯片逐個自動傳送至測試工位,芯片引腳通過測試工位上的金手指、專用連接線與測試機的功能模塊進行連接,測試機對芯片施加輸入信號并采集輸出信號,完成封裝測試。測試結(jié)果通過通信接口傳送給分選機,分選機據(jù)此對被測試集成電路進行標(biāo)記、分選、收料或編帶。集成電路產(chǎn)品的封裝類別多樣化,使得分選機設(shè)備生產(chǎn)商需要持續(xù)改進機械結(jié)構(gòu)和精度,并提高其兼容性,以滿足對不同封裝尺寸和外形的需求?!?/p>

根據(jù)傳輸方式不同可分為平移式分選機、重力式分選機及轉(zhuǎn)塔式分選機,其傳輸芯片方式分別為水平抓取、重力下滑及器件在轉(zhuǎn)塔內(nèi)旋轉(zhuǎn)。表:不同種類分選機優(yōu)缺點對比分選機種類設(shè)備優(yōu)點設(shè)備缺點設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單,易于維護和操作;

結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高;適用于重重力式分選機生產(chǎn)性能穩(wěn)定,故障率低量較重、體積較大的產(chǎn)品每小時產(chǎn)量高,可以集成打印、外觀檢查、包裝等功能不能用于重量較大、外形尺寸較大的產(chǎn)品轉(zhuǎn)塔式分選機結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高;適用于重量較重、體積較大的產(chǎn)品每小時產(chǎn)量較低;不適用于體積較小的物體平移拾取和放置分選機23資料來源:立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng),市場研究部◆

2020年全球晶圓制造和封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備市場規(guī)模為142億美元:根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),在全球半導(dǎo)體設(shè)備市場中,工藝過程控制、CP測試、FT測試等晶圓制造和封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備占整個半導(dǎo)體設(shè)備市場空間的15%-20%。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù),以2020年全球712億美元的半導(dǎo)體設(shè)備銷售額、占比20%測算,2020年全球晶圓制造和封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備市場規(guī)模為142億美元?!?/p>

2020年封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備市場規(guī)模為65億美元:根據(jù)KLA、Gartner的數(shù)據(jù),在半導(dǎo)體檢測設(shè)備的價值量分布中,封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備占比約為46%,則占半導(dǎo)體設(shè)備銷售額約為9.2%,由此得出2020年全球封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備市場規(guī)模為65億美元,同比+20%。圖:封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備價值量分布(單位:億美元)

圖:封測環(huán)節(jié)檢測設(shè)備市場規(guī)模(單位:億美元)封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備(億美元)yoy70605040302010030%25%20%15%10%5%0%-5%-10%2016201720182019202024資料來源:SEMI,KLA,Gartner,市場研究部圖:2019年全球半導(dǎo)體測試機銷售額競爭格局◆

全球半導(dǎo)體封測環(huán)節(jié)的設(shè)備市場主要由愛德萬及泰瑞達占據(jù):根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院披露的數(shù)據(jù),2019年愛德萬銷售額市占率最高為

50%,泰瑞達次之為

40%,科休占比8%,CR3達98%。長川科技,

其他,

7.66%0.38%華峰測控,0.92%◆

ATE測試機市場國產(chǎn)廠商占比較少:泰瑞達、愛德萬為ATE測試機雙龍頭,2019年二者合計銷售額市占率約90%。國內(nèi)半導(dǎo)體ATE測試機市場中,愛德萬、泰瑞達和科休占據(jù)了近

91.2%的市場銷售額,中國本土公司占比較少,國內(nèi)廠商華峰測控占比

6.1%,長川科技占比

2.4%。愛德萬,

49.16%泰瑞達,

41.88%圖:2019年全球半導(dǎo)體封測環(huán)節(jié)檢測設(shè)備銷售額競爭格局圖:2019年國內(nèi)半導(dǎo)體測試機銷售額競爭格局科休其他8%2%,

2%長川科技其他,

1%華峰測控,

6%科休,

9%愛德萬泰瑞達,

47%50%泰瑞達40%愛德萬,

35%25資料來源:前瞻產(chǎn)業(yè)研究院,SEMI,市場研究部◆

探針臺龍頭為東京精密、東京電子:探針臺設(shè)備主要由國外廠商主導(dǎo),行業(yè)競爭格局較為集中。2019年東京精密(Accretech)、東京電子(TokyoElectron)兩家公司銷售額占據(jù)全球73%的市場份額。其次為中國臺灣企業(yè),如惠特科技(Fittech)、旺矽科技(MPI)等也占有較大的市場份額?!?/p>

FormFactor為探針卡龍頭,技術(shù)壁壘高:探針卡既有玩家的市場份額較穩(wěn)定,本土化配套需求強,目前全球排名靠前的探針卡企業(yè)均位于美日韓臺等國家和地區(qū),依托當(dāng)?shù)匕雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而得以壯大。根據(jù)VLSI數(shù)據(jù),

2020年前十名探針卡供應(yīng)商FormFactor

為探針卡龍頭企業(yè),憑借其在交貨時間、價格、探針卡壽命、探針尖端接觸精度、探針卡速度和頻率、平行接觸的芯片數(shù)量、探針頭數(shù)量等方面的相對優(yōu)勢,F(xiàn)ormFactor在高級探針卡市場,用于密集焊盤的芯片并行測試探針卡以及用于高達毫米波頻率的無線射頻設(shè)備的高信號完整性測試方面具有優(yōu)勢

。圖:2019年全球半導(dǎo)體探針臺銷售額競爭格局圖:2018年全球前十探針卡公司營業(yè)收入排序其他,

10%深圳矽電,

3%惠特科技(Fittech),4%ACCRETECH,46%旺矽科技(MPI),

10%TEL,

27%26資料來源:SEMI,VLSI

Research,市場研究部◆

分選機雖主要市場仍由海外占領(lǐng),但競爭格局較為分散,主要企業(yè)仍為科休、愛德萬、鴻勁精密以及長川科技,根據(jù)

VLSIResearch及SEMI,2018年科休銷售額市占率最高為

21%,Xcerra(已被科休收購)占比16%,國內(nèi)企業(yè)長川科技占比

2%?!?/p>

科休通過收購豐富分選機產(chǎn)品線:其在2008年和2013年分別收購Rasco(主要業(yè)務(wù)為重力式分選機和平移式分選機)和ISMeca(主營業(yè)務(wù)為轉(zhuǎn)塔式分選機),豐富了其在分選機領(lǐng)域全系列產(chǎn)品線;2017年Cohu分選機全球市場銷售額占有率21.5%;2018年5月Cohu收購全球第二大分選機企業(yè)科利登(Xcerra,主要業(yè)務(wù)為測試機和分選機),進一步將其分選機的全球市場銷售額占有率提升至38.5%的同時,填補了其在測試機領(lǐng)域空白。圖:科休重力分選機圖:2018年全球半導(dǎo)體分選機銷售額競爭格局Xcerra,16%其他,

41%科休,

21%長川科技,

2%鴻勁精密,

8%愛德萬,

12%27資料來源:SEMI,公司官網(wǎng),九鼎投資,市場研究部◆

國內(nèi)外測試設(shè)備制造商在確定其技術(shù)路線和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時均有所側(cè)重:從ATE來看,國外龍頭企業(yè)產(chǎn)品線齊全,SoC測試機、存儲測試機、模/混測試機均有所布局,國內(nèi)廠商以模/混測試機為主。圖:國內(nèi)外測試設(shè)備廠商產(chǎn)品對比(截至2021.7)28資料來源:各公司官網(wǎng),市場研究部◆

國產(chǎn)模擬及混合信號ATE測試機在測試功能模塊、測試精度、響應(yīng)速度等部分核心技術(shù)指標(biāo)上可達國際一流水平。圖:國內(nèi)外ATE測試機企業(yè)主要技術(shù)指標(biāo)對比關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)具體指標(biāo)華峰測控

STS

8200

系列華峰測控

STS

8250/8300泰瑞達

ETS系列長川科技

CTA系列±100V±100V±200V高精度浮動電壓表18bit/1Msps和12bit/10Msps每通道18bit/1Msps和12bit/10Msps每通道16bit/200Ksps和12bit/10Msps每通道未披露通用小功率浮動V/I源通用中功率浮動V/I源通用大功率浮動V/I源±40V/±1A±100V/±10A無±40V/±1A±100V/±10A±100V/±100A±1000V/±10mA±30V/±0.2A±100V/±12A±100V/±100A±500V/±50mA±50V/±1A±50V/±10A未披露1.

測試功能模塊通用高壓V/I源±2000V/±10mA±1000V/±20mA微小電容測試精度<1pF<1nA<1pF<1nA<1pF<1nA<1pF微小電流測試精度精密低失調(diào)運算放大器失調(diào)電壓測試精度未披露<10μV<10μV<10μV未披露2.

測試精度精密低失調(diào)運算放大器失調(diào)電流測試精度<10pA<100us<10pA<100us<10pA<100us未披露未披露3.

響應(yīng)速度V/I源穩(wěn)定時間開放架構(gòu),支持C/C++

開放架構(gòu),支持C/C++語

開放架構(gòu),支持C/C++語言開放架構(gòu),支持C/C++語言編4.

應(yīng)用程序定制化軟件開放性語言編程,及圖形化的

言編程,及圖形化的菜單

編程,及圖形化的菜單式編程,及圖形化的菜單式編程菜單式編程式編程程同一技術(shù)平臺,可測試

ETS200/ETS300/ETS200T/

CTA8280F/CTA8200/CTA82模擬器件、分立器件和

ETS364/ETS88不同的型號

90D/CTA3280不同的型號應(yīng)同一技術(shù)平臺,可測試模擬器件及分立器件5.

平臺可延展性平臺化程度混合器件應(yīng)對不同的測試需求對不同的測試需求自動保存測試數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)格式支持ACCESS/EXCEL/CSV/STDF/TXT,并可定制專用數(shù)據(jù)格式自動保存測試數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)格式支持ACCESS/EXCEL/CSV/STDF/T自動保存測試數(shù)據(jù),支持

自動保存測試數(shù)據(jù),支持多測試數(shù)據(jù)存儲多種數(shù)據(jù)格式種數(shù)據(jù)格式XT,并可定制專用數(shù)據(jù)格式6.

測試數(shù)據(jù)存儲、采集和分析自帶數(shù)據(jù)分析軟件工具,可進行數(shù)據(jù)分析,統(tǒng)計,同時具備標(biāo)準(zhǔn)接口,可實現(xiàn)與第三方數(shù)據(jù)分析軟件對接自帶數(shù)據(jù)分析軟件工具,可進行數(shù)據(jù)分析,統(tǒng)計,同時具備標(biāo)準(zhǔn)接口,可實現(xiàn)與第三方數(shù)據(jù)分析軟件對接測試數(shù)據(jù)采集和分析未披露未披露29資料來源:華峰測控招股書,市場研究部◆

從細(xì)分市場來看,模擬/混合測試機市場國產(chǎn)廠商已實現(xiàn)突破:根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù),2018

年中國半導(dǎo)體ATE測試機市場規(guī)模為

36.0

億人民幣,其中泰瑞達和愛德萬中國銷售收入分別約為

16.8

億人民幣和

12.7億人民幣,分別占據(jù)46.7%、

35.3%;華峰測控產(chǎn)品以模擬及混合信號類測試系統(tǒng)為主,與長川科技2018

年測試機銷售收入分別約為

2.2

億人民幣和

0.86

億人民幣,分別占中國集成電路測試機市場份額的6.1%和

2.4%?!?/p>

未來隨著國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈日益成熟,國產(chǎn)ATE測試機企業(yè)向SoC測試機進軍,市場空間較大:SoC

測試機技術(shù)難度高、價值量大,目前該系列產(chǎn)品在海外

IDM

客戶中已較為普遍,而中國大陸和中國臺灣設(shè)計公司也開始進入集成化電源類芯片

PMIC市場,市場潛力大。根據(jù)我們的測算,2022年模/混測試機市場空間約為2億美元,而SoC

測試機為32億美元,未來國內(nèi)測試機企業(yè)逐步由較低端模擬/混合類測試機向

SoC測試機進軍,市場空間將大幅提升

。表:2016-2022E全球半導(dǎo)體封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備及細(xì)分領(lǐng)域市場空間(單位:億美元)2016A2017A2018A2019A2020A2021E2022E全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額全球半導(dǎo)體晶圓制造和封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備銷售額封測環(huán)節(jié)的檢測設(shè)備銷售額SoC412.3082.4637.9317.075.69566.20113.2452.0923.447.81645.30129.0659.3726.728.91597.60119.5254.9824.748.25711.80142.3665.4929.479.82718.00143.6066.0629.739.91762.00152.4070.1031.5510.522.10ATE測試機存儲模擬/混合1.141.561.781.651.961.98分選機探針臺其它6.839.3810.698.919.9011.799.8211.899.9112.6210.522.805.697.818.251.522.082.372.202.622.6430資料來源:賽迪顧問,市場研究部測算◆

泰瑞達(Teradyne)目前是全球最大的半導(dǎo)體測試設(shè)備公司,總部位于美國馬薩諸塞州,于1960

年成立。泰瑞達已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)深耕半個多世紀(jì),主要產(chǎn)品包括半導(dǎo)體測試系統(tǒng)、國防/航空存儲測試系統(tǒng)、無線測試系統(tǒng)等,其中半導(dǎo)體測試系統(tǒng)涵蓋模擬、電源管理、混合信號和存儲等多個方向。過去曾為美國軍方提供服務(wù),其技術(shù)特點為“大而穩(wěn)定”。31資料來源:公司官網(wǎng),市場研究部收購Triangle

Systems建立TeradyneDynamicSystems,開發(fā)數(shù)字測試系統(tǒng)發(fā)布超大規(guī)模集成J941推出第一款模擬VLSI測試系統(tǒng)A500泰瑞達公司成立電路測試系統(tǒng)1980年1966年1987年1960年1981年1969年收購Aida和Case推出配備小型計算機的集成電收購電路板測試系統(tǒng)制造商路測試儀J259,開啟ATE時代Technologies,布局計算機輔助工程(CAE)Zehntel擴展了其元件測試業(yè)務(wù)收購Nextest和EagleTest

Systems,分別服務(wù)于閃存測試市場和大批量模擬測試市場收購了推出了第一個具有收購大功率半導(dǎo)體行業(yè)測試設(shè)備供應(yīng)商LemsysMegatest

,擴大了半導(dǎo)體測試業(yè)務(wù)實時轉(zhuǎn)換能力的機構(gòu)到功能測試系統(tǒng)J973收購GenRad電路板測試業(yè)務(wù)1998年20042011年年1996年2019年1995年1997年2001年2008年推出了第一個能夠同時進推出了首款推出Flex系收購了無線產(chǎn)品測試解決方案供應(yīng)商LitePoint行DRAM測試和冗余分析SOC測試系列測試系統(tǒng)Marlin存儲測試系統(tǒng)統(tǒng)Catalyst的32資料來源:公司官網(wǎng),市場研究部整理◆

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,泰瑞達以SoC檢測設(shè)備收入為主,2020年占總營業(yè)收入比重約60%:公司四大業(yè)務(wù)板塊為半導(dǎo)體檢測設(shè)備、無線檢測設(shè)備、系統(tǒng)檢測設(shè)備和工業(yè)自動化中,其中半導(dǎo)體檢測設(shè)備為第一大業(yè)務(wù)。自2018年披露半導(dǎo)體檢測設(shè)備的細(xì)分領(lǐng)域SoC檢測設(shè)備和存儲檢測設(shè)備以來,2018-2020年SoC檢測設(shè)備占總營業(yè)收入比重分別為58%、56%和60%,存儲檢測占總營業(yè)收入比重分別為13%、12%和12%。◆

從地區(qū)結(jié)構(gòu)來看,公司收入來源主要為中國臺灣、中國大陸、韓國等東亞地區(qū):20年公司收入37%來自中國臺灣,15%來自中國大陸。圖:2020年中國臺灣占比高,大陸占比逐步提升圖:2020年SoC檢測設(shè)備收入占比約60%(單位:億美(單位:億美元)元)半導(dǎo)體檢測設(shè)備

SoC檢測設(shè)備無線檢測設(shè)備

系統(tǒng)檢測設(shè)備存儲檢測設(shè)備工業(yè)自動化3530252015105中國臺灣

中國大陸

韓國

美國

歐洲

日本

泰國

新加坡

其它353025201510500200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202009

2010

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2018

2019

202033資料來源:Bloomberg,市場研究部圖:2020年實現(xiàn)營收31.21億美元,同比+36.01%◆

受下游半導(dǎo)體行業(yè)需求直接影響,

泰瑞達業(yè)績波動較大。

2020

年公司半導(dǎo)體測試業(yè)務(wù)營收占總營收比為70%,

所以公司受下游半導(dǎo)體行業(yè)需求影響較大。

公司營業(yè)收入和凈利潤波動較大,但自2017年以來受益于下游景氣周期拉長,業(yè)績穩(wěn)步提升,2020年公司實現(xiàn)營收31.21億美元,同比+36.01%;實現(xiàn)凈利潤7.84億美元,同比+67.74%。營業(yè)收入(億美元)yoy3530252015105120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%-60%-80%◆

自上世紀(jì)80年代以來公司毛利率穩(wěn)步提升,2020年達57.22%;凈利率波動較大,20年達25.12%。01987

1990

1993

1996

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2002

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2019圖:2020年實現(xiàn)凈利潤7.84億美元,同比+67.74%圖:毛利率穩(wěn)步提升,凈利率波動較大毛利率凈利率凈利潤(億美元)yoy80%60%40%20%0%108400%200%0%642-200%-400%-600%-800%1987

1989

1991

1993

1995

1997

1999

2001

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2007

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2013

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2017

20190-20%-40%-60%-80%1987198919911993199519971999200120032007200920112013201520172019-2-4-6-834資料來源:Bloomberg,市場研究部◆

愛德萬(Advantest)是日本的半導(dǎo)體檢測設(shè)備供應(yīng)商,

1954年成立于東京,主要從事大規(guī)模集成電路自動測試設(shè)備及電子測量儀器的研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)。業(yè)務(wù)涵蓋SoC

測試系統(tǒng)、存儲器測試系統(tǒng)、分選機等領(lǐng)域以及其他新興業(yè)務(wù)與服務(wù)領(lǐng)域,在

SoC

測試設(shè)備市場,其市場占有率僅次于泰瑞達,位居全球第二。其產(chǎn)品多偏應(yīng)用端,技術(shù)特點為“細(xì)致精巧”。圖:愛德萬主要產(chǎn)品,覆蓋存儲/非存儲測試機和分選機35資料來源:公司官網(wǎng),市場研究部1954-1980年1981-2000年2001-2016年2017年-至今電子計數(shù)器起家受益半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展開展外延并購發(fā)展步入新階段1957

年2011年1982年公司最初的業(yè)務(wù)是電子計數(shù)器,TR-124B數(shù)字測頻電子計數(shù)器為熱門產(chǎn)品1963

年推出日本第一臺數(shù)字電壓表以11億美元收購了主要半導(dǎo)體測試設(shè)備供應(yīng)商Verigy(前身為惠普的半導(dǎo)體測試設(shè)備部門),開始銷售V93000測試系統(tǒng)。成立美國子公司,開展國際化布局1985年更名為Advantest,并首次在半導(dǎo)體測試設(shè)備市場中取得第一的份額。1995年推出250MHzS-DRAM內(nèi)存測試系統(tǒng)T5581,成為暢銷產(chǎn)品。2019年收購Astronics的系統(tǒng)級測試(System

LevelTest)業(yè)務(wù)2020年2003年收購日本工程株式會社2008年收購美國公司Essai,結(jié)合其高精度IC插座和熱控制單元業(yè)務(wù);并宣布與PDF

Solutions建立合作關(guān)系,擴展數(shù)據(jù)分析業(yè)務(wù)。收購Credence

SystemsGmbH,CSG在歐洲主要致力于針對車載芯片測試設(shè)備的研發(fā)和制造,公司可以吸收歐洲市場的客戶、豐富的測試經(jīng)驗和模擬信號方面的專業(yè)技術(shù)。1972年推出了日本制造的第一套半導(dǎo)體測試系統(tǒng)T-320/20和T-320/30。1979年推出了測試頻率為100MHz的超大規(guī)模集成電路(VLSI)測試系統(tǒng)。1954

年武田一夫創(chuàng)立武田理研工業(yè)株式會社(愛德萬前身)36資料來源:公司公告,市場研究部整理◆

從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來看,愛德萬以SoC檢測收入為主,占總營業(yè)收入比重為50%左右:公司三大業(yè)務(wù)板塊半導(dǎo)體測試、服務(wù)支持和機電一體化系統(tǒng)中,半導(dǎo)體檢測自2011年起占比均維持在70%左右。自2019財年披露半導(dǎo)體檢測的細(xì)分領(lǐng)域SoC檢測和存儲檢測以來,2019財年、2020財年、2021財年的SoC檢測占總營業(yè)收入比重分別為53%、56%和45%,存儲檢測占總營業(yè)收入比重分別為22%、15%和21%。◆

從地區(qū)結(jié)構(gòu)來看,公司收入來源主要為中國臺灣、中國大陸、韓國,三地合計占比達75%:20財年公司收入24%來自中國臺灣,24%來自中國大陸,25%來自韓國,三者合計占比近75%。圖:2021財年SoC檢測占總營業(yè)收入45%圖:2021財年中國大陸、中國臺灣、韓國三地合計占比達75%(單位:億美元)半導(dǎo)體測試系統(tǒng)

SoC

存儲

服務(wù)支持

機電一體化系統(tǒng)中國大陸韓國中國臺灣其它地區(qū)美國日本歐洲3530252015105353025201510500201520162017201820192020202120072008

2009

2010201120122013

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20182019

2020202137資料來源:Bloomberg,市場研究部圖:2021財年實現(xiàn)營收29.51億美元,同比+16.26%◆

愛德萬業(yè)績波動與下游半導(dǎo)體行業(yè)需求波動密切相關(guān)。

2021財年公司半導(dǎo)體測試業(yè)務(wù)營收占總營營業(yè)收入(億美元)yoy3530252015105120%100%80%60%40%20%0%收比為70%,

受下游半導(dǎo)體行業(yè)需求影響較大。公司營業(yè)收入和凈利潤波動較大,但自2017年以來受益于下游景氣周期拉長,業(yè)績穩(wěn)步提升,2021財年公司實現(xiàn)營收29.51億美元,同比+16.26%;實現(xiàn)凈利潤6.58億美元,同比+33.69%

。-20%-40%-60%-80%◆

2015年以來公司凈利率明顯改善:21財年毛利率為53.80%,凈利率達22.31%。0199219941996199820002002200420062008201020122014201620182020圖:2021財年毛利率為53.8%,凈利率為22.31%圖:2021財年實現(xiàn)凈利潤6.58億美元,同比+33.69%凈利率毛利率凈利潤(億美元)yoy80%60%861000%800%600%400%200%0%40%420%20%01992

19941996

1998

20002002

2004

2006

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2010

2012

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2020-20%-40%-60%-80%-100%-120%199219941996199820002002200420062008201020122014201620182020-2-4-6-8-10-200%-400%-600%-800%38資料來源:Bloomberg,市場研究部◆

SoC源于公司合并了惠普的Verigy,在2011年推出V93000

SmartScale,完全兼容2000年Verigy推出的V93000,密度增加了8倍,測試速度提高了15%,功耗降低80%,占地面積減少75%,使得成本更低,將原用于高端測試的V93000拓展到了低端市場,進一步縮短了測試時間,加大了測試覆蓋度,性價比極高?!?/p>

2015年與CSG推出了T2000和V93000模擬解決方案、與Verigy推出了V93000射頻解決方案,進一步擴展了產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域。◆

2020年進一步推出了V93000

EXA

Scale,搭載PVI8模塊,強化了V93000測試平臺對嵌入式電源元件進行高電壓、大電流測試的能力,同時采用了XtremeLink技術(shù),提升了數(shù)據(jù)傳輸速度,以應(yīng)對5G、AI時代到來芯片集成度越來越高的挑戰(zhàn)。圖:自主研發(fā)+并購?fù)苿訍鄣氯fSoC測試技術(shù)發(fā)展39資料來源:公司公告,市場研究部◆

泰瑞達和愛德萬通過長期發(fā)展積累的經(jīng)驗豐富,具備極強的技術(shù)實力:泰瑞達和愛德萬自上世紀(jì)60、70年代便進入半導(dǎo)體測試領(lǐng)域,經(jīng)過幾十年長期的歷史經(jīng)驗積累,SoC檢測等技術(shù)實力強,其設(shè)備硬件及軟件技術(shù)穩(wěn)定性高、精度優(yōu)良;◆

多年持續(xù)高研發(fā)投入鞏固技術(shù)優(yōu)勢:泰瑞達和愛德萬的研發(fā)投入自2009年以來均維持在2-4億美元,占營收比重達15%-35%,即便是在半導(dǎo)體行業(yè)低谷時期二者也未放棄高研發(fā)投入,進一步鞏固了技術(shù)優(yōu)勢。圖:2009-2020年泰瑞達和愛德萬研發(fā)投入(單位:億美元)及占比泰瑞達研發(fā)投入(億美元)愛德萬研發(fā)投入(億美元)泰瑞達研發(fā)占比愛德萬研發(fā)投入占比4.5440%35%30%25%20%15%10%5%3.532.521.510.500%20092010201120122013201420152016201720182019202040資料來源:Bloomberg,市場研究部◆

泰瑞達和愛德萬的檢測系統(tǒng)具備可擴展性:泰瑞達和愛德萬提供的系統(tǒng)和軟件均可進行升級,帶來了統(tǒng)一平臺化優(yōu)勢,適應(yīng)了客戶應(yīng)用端的習(xí)慣并形成了大量用戶群,減輕了測試開發(fā)周期和選擇應(yīng)用方案給客戶帶來的壓力?!?/p>

以V93000可擴展平臺為例:如今SoC集成了越來越多的功能,汽車芯片、工業(yè)芯片、移動設(shè)備的電源管理芯片等往往都集成了高速數(shù)字電路、高壓電路、模擬電路、混合信號電路中的兩種或三種。大多數(shù)自動化測試系統(tǒng)無法測試這些單顆SoC中的所有功能。V93000提供了一系列兼容測試,用戶可以用V93000這一個平臺來完成全部測試任務(wù)。隨著測試需求的變化,系統(tǒng)設(shè)計可以很容易地用新模塊和工具擴展配置。圖:V93000可擴展平臺圖:V93000可擴展構(gòu)建塊41資料來源:各公司官網(wǎng),市場研究部目錄晶

環(huán)

節(jié)

環(huán)

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大12封

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環(huán)

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,大

規(guī)

產(chǎn)

淀345投

議風(fēng)

示42◆

公司主營模擬、混合、功率類集成電路測試機。自1993年成立,公司深耕半導(dǎo)體測試系統(tǒng)領(lǐng)域,已開發(fā)出STS8200系列、STS8250、STS8300等代表性產(chǎn)品。其中,STS8200系列產(chǎn)品為公司主要創(chuàng)收來源,占收入比重90%以上?!?/p>

公司業(yè)務(wù)發(fā)展可劃分為技術(shù)初創(chuàng)、技術(shù)積累、快速發(fā)展、全新發(fā)展四個階段,產(chǎn)品迭代和整合并行

。公司持續(xù)圍繞模擬、功率集成電路迭代技術(shù)和產(chǎn)品,2014年公司開發(fā)出“CROSS”技術(shù)平臺,允許更換測試模塊進行多類別的測試,2018年推出有“All

in

ONE”特點的STS8300,將所有測試模塊裝在測試頭中,能夠測試更高引腳數(shù)、更多工位的模擬及混合信號集成電路。圖:STS8200系列占收入比重90%以上圖:公司產(chǎn)品演變歷程STS8200系列STS8250/8300系列其他系列100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%2016201720182019H143資料來源:華峰測控招股書,wind,市場研究部圖:2021Q1營收1.16億元,營收增幅波動大圖:2021Q1歸母凈利潤0.27億元,同比-25%4.54.03.53.02.52.01.51.00.50.060%50%40%30%20%10%0%2.52.01.51.00.50.0120%100%80%60%40%20%0%-20%-40%201620172018201920202021Q1201620172018201920202021Q1營業(yè)總收入(億元)YOY(右)歸屬母公司股東凈利潤(億元)YOY(右)資料來源:Wind,市場研究部資料來源:Wind,市場研究部圖:期間費用率相對穩(wěn)定,銷售費用率逐年下滑圖:毛利率穩(wěn)定在80%上下,2020凈利率提升顯著20%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%15%10%5%0%201620172018201920202021Q1-5%-10%201620172018201920202021Q1銷售費用率管理費用率財務(wù)費用率毛利率凈利率資料來源:Wind,市場研究部資料來源:Wind,市場研究部44◆

公司目前為國內(nèi)前三大半導(dǎo)體封測廠商模擬測試領(lǐng)域的主力測試平臺供應(yīng)商,客戶包括但不限于長電科技、通富微電、華天科技、華潤微電子、華為等。根據(jù)賽迪顧問數(shù)據(jù),2018

年中國(大陸地區(qū))模擬測試機市場規(guī)模為4.31億元,而公司2018年境內(nèi)模擬測試相關(guān)的收入為1.73億元,即2018年公司在中國模擬測試機市場的市場占有率為

40.14%,技術(shù)和市占率均處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。◆

存儲測試機和SOC測試機占據(jù)市場主要份額,模擬測試機占比相對有限,僅以模擬測試機為主業(yè)收入增長易受限制。根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示,2018年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場中

SoC測試機市占率約為

50%,隨著近年來存儲器市場的擴大,存儲器測試機份額上升到30%左右,其次是模擬測試機(含分立器件測試機、數(shù)模混合測試機)占比約12%,占比最小的為RF測試機約為8%。圖:主力產(chǎn)品用于模擬和混合集成電路測試圖:2018年全球半導(dǎo)體測試機分應(yīng)用領(lǐng)域銷售額占比射頻測試機8%模擬測試機12%SoC測試機50%存儲測試機30%45資料來源:華峰測控招股書,Gartner,市場研究部◆

高研發(fā)投入能有力支撐公司的技術(shù)開發(fā)和業(yè)務(wù)深挖。公司2016-2020年研發(fā)費用率均高于11%,2020年達14.9%。公司技術(shù)人員占比2019年和2020年分別為35%和38%?!?/p>

公司從縱向和橫向積極發(fā)展業(yè)務(wù),一方面,縱向深挖模擬和混合測試機業(yè)務(wù),提升國內(nèi)市占率;另一方面,橫向擴張SOC和大功率集成電路領(lǐng)域,尋求新的業(yè)績增長點。?

模擬和混合測試機業(yè)務(wù)核心技術(shù)+客戶黏性,我們預(yù)計主業(yè)市占率將穩(wěn)步提升。公司已經(jīng)掌握模擬和混合測試設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù),包括Per

PIN

V/I源技術(shù)、高精度V/I源鉗位控制技術(shù)、高可靠性高穩(wěn)定性的浮動電源技術(shù)等11項核心技術(shù)。此外,公司現(xiàn)有客戶資源優(yōu)質(zhì)、留存率高,2016-2019前五大客戶留存率達100%,將助力公司市占率提升。?

募投進軍SOC測試機,計劃形成年產(chǎn)200臺SOC類集成電路自動化測試系統(tǒng)的生產(chǎn)能力。SOC芯片下游應(yīng)用廣,標(biāo)準(zhǔn)化程度低,市場規(guī)模大且穩(wěn),且其高集成度使測試時間、測試量和測試功耗大幅增長,催生大量測試設(shè)備需求。公司SOC測試機即將實現(xiàn)從0到1,將構(gòu)筑公司第二增長曲線。?

功率器件主要涉及GaN測試,將受益第三代半導(dǎo)體下游需求增長。2021為GaN放量元年,投資擴產(chǎn)較多。相對而言,公司布局SiC測試較少。圖表:公司將投資6.6億元用于先進測試設(shè)備擴產(chǎn)(預(yù)計2022年建設(shè)完成)圖:2016年以來研發(fā)費用率均高于11%,2018-2020年逐年上升0.70.60.50.40.30.20.10.018%16%14%12%10%8%6%4%2%0%201620172018201920202021Q1研發(fā)支出(億元)研發(fā)支出占營業(yè)收入46資料來源:華峰測控招股書,wind,市場研究部◆

公司在后道檢測環(huán)節(jié)布局全面,主營分選機和測試機,探針臺開發(fā)完成Demo進展順利。公司生產(chǎn)的測試機包括大功率測試機(CTT系列等)、模擬/數(shù)?;旌蠝y試(CTA系列等)等;分選機包括重力式分選機(C9系列、C8系列等)、平移式分選機(C6系列、CS系列等)、測編一體機;公司2018年已成功開發(fā)我國首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全自動超精密探針臺,兼容8/12寸晶圓測試,已突破超精密視覺定位、微米級運動控制、高冗余控制系統(tǒng)等

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