2022年半导体测试行业市场规模分析 2021年全球半导体测试机市场达342亿元

1. 测试机占测试设备市场 63%，贯穿半导体设计、生产和封装全过程

IC 测试设备主要包括测试机、分选机和探针台等。IC 测试设备用于测试半 导体产品的质量参数好坏，包括电压、电流、电阻、电容、频率、脉宽等参数的测 试，从而判断 IC 元器件在不同工作条件下性能的有效性。测试机是检测芯片功能 和性能的专用设备，探针台负责晶圆的输送与定位，使晶圆上的晶粒依次与探针 接触并逐个测试，分选机则依据测试结果对电路进行取舍和分类。

测试机占测试设备市场 63.1%，测试费用占芯片环节 5%-25%。根据 SEMI 数据，2018 年中国集成电路测试设备中测试机、分选机和探针台的占比分别为 63.1%、17.4%和 15.2%，测试机为测试设备第一大细分领域。测试是产品良率和 成本管理的重要环节，在半导体制造过程有着举足轻重的地位。不同于加工制造 业的流片和封装，测试的本质是服务，其目的是测试芯片的好坏，测试的核心是 数据，最终交付的也是数据。据半导体行业观察数据，测试的费用约占整个芯片 环节的 5~25%左右，浮动比例受到芯片应用差异极大，例如消费类电子的测试费 用可能仅为 2%，但是车载的车规测试可能会达到 20%以上，特殊的 IC 甚至到 25%。

测试机贯穿半导体设计、验证、生产全流程，是制造芯片或器件的关键设备。 集成电路是半导体产业的核心，占整个半导体产业链规模的 80%以上，IC 生产与 测试流程可以分为设计、制造、封装测试三个步骤。IC 测试通过对实际输出和预 期输出比较，确定或评估 IC 元器件的功能和性能，是验证设计、监控生产、保证 质量、分析失效以及指导应用的重要手段。

测试包括集成电路设计中的设计验证、晶圆制造中的晶圆检测（CP）和封装 完成后的成品测试（FT）。据半导体行业观察，CP 和 FT 测试机投资比例一般在 1：5，但 CP 增加的趋势也在上升，这是因为在 CP 上能够实现更高的并测数(同 时间测试芯片的数目)，可以大幅降低成本。晶圆制造程序复杂度越来越高使得芯 片良率的控制比以往困难，晶圆厂也需要快速获得测试数据作为自身改善的依据； 另外越来越多的产品以裸片的方式经由先进封装的技术和其他的产品封在一起， 因此在晶圆上就必须要确认每一颗芯片的好坏，这些都是驱动 CP 测试增加的主 要原因。在设计验证和成品测试环节，测试机需要和分选机配合使用；在晶圆检 测环节，测试机需要和探针台配合使用。

1)设计验证环节：在 IC 设计过程中，通过测试机和分选机的配合使用，对晶 圆样品和芯片封装样品进行有效性验证，保证符合设计规格。

2)晶圆测试环节（Chip Probe，CP）：在晶圆制造过程中，通过测试机和探 针台的配合使用，对晶圆片上每颗晶粒的功能和电参数的有效性进行测试，标记 异常的晶粒，减少后续封装和测试的成本。探针台将晶圆逐片传送至测试位置， 测试机对待测芯片施加输入信号，采集输出信号与预期值进行比较，判断芯片的 性能和功能有效性，而后探针台根据测试结果对芯片进行喷墨操作以标记出晶圆 上有缺损的芯片。

3)成品测试环节（FinalTest，FT）：在芯片封装完成后，通过测试机和分选 机的配合使用，对电路成品进行功能及稳定性测试，挑选出合格成品，并根据器 件性能进行分选、记录和统计，保证出厂的电路成品的功能和性能指标符合设计 规范，实现对电路生产的控制管理。分选机将芯片逐个传送至测试位置，测试机 对待测芯片施加输入信号，采集输出信号与预期值进行比较，判断芯片的性能和 功能有效性，而后分选机根据测试结果对芯片进行取舍和分类。

2.  测试参数包括通道数、测试频率、向量深度、测试精度，不同应用要求各异

测试机可分为存储、SOC、模拟等品类。根据测试的产品类型不同，测试机 可以分为 SoC 测试机、存储器测试机、模拟测试机、RF 测试机等，其中，存储器测试机、SoC 测试机技术难度高，目前仍被国外厂商垄断。SoC、存储、模拟、 数字测试机约占全球半导体测试机市场的 30%、35%、15%和 15%。

测试机核心参数包括通道数、测试频率、向量深度、测试精度等。通道数、 测试频率、向量深度、测试精度均是测试机核心指标。

通道数：影响测试速率，对于模拟、SoC、存储等多种测试机同样重要。一般 来讲，通道数越多，同一时间可以测试的芯片数量越多，因为有更多的资源区域 可以分配到不同的芯片。部分高端 SoC 数字测试机通道数可达 1024 及以上。

测试频率：决定了单个芯片的测试速度和能力，主要衡量数字机 SoC、存储 等芯片的测试机指标，模拟测试机也会参考测试频率。测试机测试频率与测试芯 片的工作主频呈正相关性。理论上测试机的测试频率可以小于芯片工作主频，但 需要技术进行叠加，对部分质量要求比较高的产品，需要测试频率大于等于芯片 工作频率。

向量深度：主要衡量测试机的数字能力。向量深度越高，可以容纳的向量行 数越大。其范围从几 K 到几十 M，数字能力相对高的机型向量深度往往在几百 M 起步。

测试精度：测试精度主要衡量模拟、功率等测试机能力。由于模拟、功率测 试机往往需要衡量电压、电流等模拟信号，其测试精度越高，越可以延伸至小数 点后的位数越多，可获得更精准的测试数据。同时对于功率测试机来说，可测试 的大电压、大电流的范围也是重要的衡量指标。

3. 2021 年全球半导体测试机市场达 342 亿元，国内市场达 99亿元

2021 年全球半导体设备市场达 1026 亿美元（6772 亿元），同比增长 44%。 受消费电子、PC 等下游景气度提升和 5G、AI、云计算等新应用拓展，全球半导 体需求整体向好，半导体厂商资本开支进入新一轮上升周期，半导体设备市场规 模随之提升。根据 SEMI 数据，2021 年全球半导体设备市场达到 1026 亿美元， 同比增长 44%。

2021 年中国大陆半导体设备市场达 296亿美元（1954亿元），同比增长 58%。 根据 SEMI 数据，2021 年中国大陆半导体设备销售额为 296 亿美元，同比增长 58%，占比 29%，第二次成为全球最大半导体设备销售市场。受益于下游市场需 求拉动，芯片供小于求，头部晶圆厂不断扩充产能，拉动半导体设备销售需求增 长，同时全球半导体产业链向中国大陆转移趋势明显，中国半导体设备市场需求 将迎来黄金发展期。

全球半导体测试设备市场 2021 年估算超 82 亿美元（542 亿元），同比增长54%。全球半导体设备市场按照生产过程的不同阶段，可以分为晶圆处理设备、 封装设备、测试设备和其他设备，根据 VLSI数据，按照销售金额计算，晶圆处理 设备占比约 80%，测试设备占比约 8~9%，封装设备占比约 6~7%。根据 SEMI， 全球半导体测试设备行业 2020 年市场规模为60.1亿美元，同比增长接近 20%。 随着晶圆厂和封测厂的积极扩产，2021 年全球半导体设备市场规模为 1026 亿美 元，按测试设备占比约 8%进行测算，2021 年全球半导体测试设备市场预计达到 82.1 亿美元，同比增长 36.7%。

2021 年中国大陆测试设备市场估算近 24 亿美元（156 亿元），产业链转移推 动测试设备行业发展。根据中国半导体设备市场占全球的比重，2021 年中国大陆 地区市场规模约占全球的 28.9%。根据以上数据，我们测算的 2021 年中国半导 体测试设备市场规模为 23.7 亿美元。随着半导体制造技术和成本的变化，半导体 产业正在经历第三次产能转移，行业需求中心和产能中心逐步从中国台湾、韩国 向中国大陆转移，推动中国半导体测试设备行业占比提升和持续发展。

2021 年全球测试机总市场近 52 亿美元（342 亿元），中国大陆测试机市场为 15 亿美元（99 亿元）。2021 年全球半导体后道测试设备市场约 82.1亿美元，结合2018年测试机占中国集成电路后道测试设备销售额约63.1%， 则 2021 预计年全球半导体测试机销售额约为 51.8 亿美元，其中 SoC、存储、模 拟、纯数字测试机约占全球半导体测试机市场的 30%、35%、15%和 15%。SoC、存储、模拟、纯数字测试机市场规模分别为 15.5、18.1、 7.8 和 7.8 亿美元。根据中国半导体测试设备约占全球市场的 28.9%测算，我们预 估 2021 年中国半导体测试机销售额约为 15.0 亿美元，SoC、存储、模拟、数字 测试机市场规模分别为 4.5、5.2、2.2 和 2.2 亿美元。

4. SoC 等高端测试机国产替代空间超 64 亿元，封测扩产+设计崛起拉动需求

4.1. 模拟测试机率先实现突破，SOC、存储测试机国产替代空间巨大

国内半导体测试机市场超80%被爱德万、泰瑞达垄断，2018年国产率仅8%。 在半导体测试设备领域，美国的泰瑞达和日本的爱德万占据了全球主要份额。根 据赛迪顾问的数据，2018 年中国集成电路测试机市场规模为 36.0 亿元，其中泰瑞达和爱德万各占市场份额的 46.67%、35.28%，占据绝对的主导地位；国内企 业中华峰测控与长川科技各占 6.11%和 2.39%的市场份额，国产替代空间巨大。

模拟测试机率先实现国产替代，华峰测控市占率约 60%。不同芯片测试领域 的竞争格局有所不同，高端 SoC 和存储测试机市场仍以海外厂商为主，而模拟测 试机是国内厂家最早实现突破的领域。我们根据国内半导体测试设备占比约 28.9%，测试机占测试设备 63.1%，模拟测试机占测试机 15%，以及 2021 年全 球半导体测试设备销售额 82.1 亿美元等信息进行估算，华峰测控 2021 年在国内 模拟测试机的市场份额达 59.3%，较 2020 年测算市场份额同比增长 19.1pp。随 着国产替代的不断加快和相应技术的迅速发展，国内厂商有望在进一步提升模拟 测试机领域份额，并逐步跟进高端测试机领域。

国内厂商有望在 SOC、存储等领域复刻模拟测试领域的成功。SoC 和存储芯 片测试机占全球测试机细分市场的超过 65%以上，是模拟测试机市场份额的 4-5 倍，且该领域仍呈现泰瑞达、爱德万双寡头竞争格局，国产化率极低。据上文测 算，2021 测试机国内市场空间为 15 亿美元，约合人民币 99 亿元，其中 SoC、 存储等高端测试机市场基本被国外巨头垄断，高端测试机国产替代空间约 9.7 亿美元，约合人民币 64 亿元，国产替代空间广阔。随着国内技术的持续进步，华峰 测控、长川科技等国内头部测试设备商已开始布局 SoC 和存储器测试领域，受益 于模拟芯片测试的良好客户基础，国内厂商有望填补品类空白，实现新的突破， 打开新的增量市场。

4.2. 封测厂商资本开支上行需求增加，设计公司强势崛起带来增量市场

测试机客户包括封测、制造、设计、IDM 等厂商。测试设备可应用到整个芯 片生产流程。通过对华峰测控历年前五大客户的分析，我们发现，长电科技、通富 微电、华天科技三家国内封测龙头企业为华峰测控的长期客户，销售占比稳居前 列。同时，随着华峰测控产品竞争力增强，覆盖封测厂客户广度也不断提升。

设计公司独立采购测试机呈未来发展趋势。2020 年，《新时期促进集成电路 产业和软件产业高质量发展的若干政策》出台，第一次将封测企业拆分成封装企 业和测试企业，独立测试服务商迎来了发展的好机会，越来越多的独立芯片测试 厂商也开始浮出水面。设计公司为保障产能、降低成本、把控流程和品质，设计 公司采购测试机驻场（放置在封测厂场内专机专用）和独立测试服务厂商（CP house）模式逐渐成为趋势。目前比较大的独立测试服务厂商（CP house）主要 有中国台湾的京元电子、矽格，大陆的利扬芯片、摩尔精英、华岭股份、确安科 技、华润赛美科等。设计公司对测试机的需求量日益提升，进一步丰富了华峰测 控的客户结构，2022 年 Q1，华峰测控设计类公司和 IDM 客户订单占比合计提升 至 50%。近六年来，华峰测控前五大客户占比总体呈下降趋势，2021 年公司前五 大客户销售占比达 31.1%。

由于测试机需求分为主要封测环节和设计环节两部分组成，我们分环节观察 两部分需求景气度，首先是封测环节：

5G、新能源汽车、光伏等应用领域拉动封测市场需求快速增长，封测厂设备 国产替代需求强化。随着半导体技术的不断突破，第三代半导体器件在快充、5G 基站、新能源汽车、光伏、特高压、数据中心等领域的应用前景广阔，大量新增的 市场需求和大陆半导体产能扩张有利于封测环节长期发展，国产设备供应商将在 技术和业绩方面实现双重进步。同时由于中美贸易战及新冠疫情的影响，集成电 路全产业链国产化加速推进，测试设备涉及芯片制造的全部环节，重要性逐渐提 升，高客户粘性、快速响应的本地化服务、安全可靠的供应链将成为国内设备商 的巨大优势。

封测厂商资本支出上行，行业景气度高。测试设备产品价格高，更换周期长，测试机企业新增订单主要来自封测厂扩产购置设备的资本化支出。受益于下游应 用场景推动，模拟芯片需求量大，全球缺“芯”持续，且国内封测行业市占率不断 提高，各厂家订单饱满，积极扩产。长电科技、通富微电和华天科技等头部封测厂 商均有大幅投资扩产计划，资本开支持续上行，2021 年分别同比提升 35.6%、 74.9%、81.4%。通富微电 2021 年计划募集资金投入存储器芯片、功率芯片、5G 通信用产品等封装测试产能扩产项目；华天科技 2021 年已陆续开始实施集成电 路多芯片、高密度系统级集成电路、存储及射频类集成电路等封装测试规模扩大 项目。在半导体芯片行业高景气的推动下，我们预计未来两年封测厂将持续扩产 产能，专注晶圆测试的 CP house 数量不断增加，测试机市场需求将持续向好。

封测环节之后，我们再重点分析设计环节对测试机的需求。

设计公司对测试机的需求，成为测试机厂商未来重要增量市场。目前除封测企业采购测试机以外，随着国内设计公司崛起，多家公司完成上市和融资，业绩 高速增长，现金流状况良好。为保障产能、降低成本、把控流程和品质，国内设计 公司对测试机的需求日益增长，形成新的增量市场。同时随着设计公司迈向中高 端芯片市场，也将拉动国内测试设备向中高端领域发展，对测试机总体需求的数 量和质量都将有正向促进作用。设计企业对测试机的需求分为三类：

1）设计验证：用于研发和设计验证环节，保证晶圆样品和芯片封装样品符合 设计规格，所需设备数量相对较少。

2）封测驻场：设计公司采购测试设备，存放于封测厂中，作为生产设备保证 产能，测试报价较使用封测厂设备更低，对于稼动率高的产线，回收成本快，生产 效率高，是目前设计公司的主流操作，同时，对于封测厂商而言，该模式可绑定客 户，相对减少资本开支，在国内头部封测厂商中占比较高。

3）独立测试服务厂商（CP house）：由于芯片设计复杂度日益提升，同时随 着芯片设计公司客户成长，基于保护商业机密的考量，其对于供应链生产管控需 要更多话语权，在晶圆与封装厂外进行第三方测试，可以更好的发现制造环节的 问题，同时避免裁判与球员是同一人的风险，在成本、质量与效率之间取得最佳 化平衡。一方面，国内龙头设计公司着手自建 CP house，满足部分特殊需求。例 如，艾为募集 7.3 亿元用于电子工程测试中心建设项目、圣邦于江阴建设集成电 路设计及测试项目等，该模式成为新的发展趋势；另一方面，新涌现出了大量的 独立 CP house，已满足设计公司需要。（报告来源：未来智库）

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）