2023年长川科技研究报告：后道测试设备平台化布局，数字测试机快速放量

一、国内后道测试设备龙头，内生增长+外延并购铸 就高成长性

1、公司聚焦后道测试领域，分选、测试机等覆盖行业龙头 客户

公司逐步达成封测领域设备平台化布局，客户遍布 OSAT、芯片设计公司、功 率 IDM 公司等龙头企业。长川科技成立于 2008 年，先后承担国家科技重大专 项（02 专项）中两项课题的研发工作。公司主要产品包括测试机、分选机、探 针台自动化设备及 AOI 光学检测设备等，已导入长电科技、华天科技、通富微 电、士兰微、华润微电子、日月光等多家企业，实现了测试机、分选机的部分 进口替代。

公司背靠国家大基金，实控人为赵轶、徐昕夫妇。公司第一大股东为董事长赵 轶，持股比例 23.03%，其妻徐昕通过公司第二大股东暨员工持股平台长川投资 间接控制公司 6.1%的股份，夫妻二人为公司实际控制人。公司背靠国家集成电 路产业投资基金，大基金持股比例 5.65%。其余股东为公司高管和各类投资机 构。

公司高管及核心技术人员多来自士兰微，测试系统研发经验丰富。1）赵轶：董 事长兼总经理，曾任士兰微生产总监，是公司多项专利主要发明人，主持实施 国家 02 专项中“SiP 吸放式全自动测试分选机”课题；2）钟锋浩：副总经理， 曾任士兰微测试设备开发部经理，主持实施国家 02 专项中“高压大电流测试系 统”课题；3）韩笑：董事兼研发总监，曾任士兰微整机开发部经理，主持杭州 市多项科研项目。截至 2022 年底，公司共有员工 3239 名，其中研发人员占比 55.26%，硕士及以上学历员工占比 12%。

2、2019 年至今收入和利润高速增长，各产品线迭代助力 长期发展

公司 2019-2022 年收入高速增长，数字测试机接力分选机成为公司快速增长的 产品品类。2016-2020 年，公司收入成长主要由自身分选机和并购 STI 带来的 并表收入拉动，测试机体量较小，其中在 2019 年，公司分选机收入增速明显高 于测试机，主要系并购 STI 带来的并表收入增加（STI 在 2019 当年实现收入 1.32 亿元，净利润 0.07 亿元），2020 年分选机收入占比高达 70%；2021- 2022 年，受益于下游封测厂商大幅扩产，传统分选机、测试机收入快速增长， 同时数字 SoC 芯片测试机也实现批量出货，因此测试机收入增速明显提升， 2022 年公司整体收入达到 11.2 亿元，同比增长 128%，占比上升至 43%； 2023 年以来，由于下游封测行业景气度持续下行，客户稼动率有所承压，进而 带来封测厂商资本支出的下滑，同时受到客户下单节奏影响，因此 23H1 公司 测试和分选机收入均同比下滑，23H1 公司测试和分选机分别收入 2.5 和 4.3 亿 元，分别同比下滑 47.5%和 32.6%。

公司各产品毛利率相对稳定，产品结构改善带来整体毛利率提升。公司历年测 试机毛利率大约 70-80%，分选机毛利率大约 40-50%，各产品毛利率相对稳定； 但由于数字 SoC 测试机的快速放量，测试机收入占比从 2020 年的 22%提升至 2022 年的 43%，因此 2020 年至今毛利率整体呈现上升态势；23H1 公司整体 毛利率 55.4%，较 2022 年有所下滑，主要系分选机毛利率有所下滑，同时测 试机占比有所降低。

近年来公司研发人员大幅扩张，2022 年至今研发人员占比达 50%以上。2018 年至今销售费用率和管理费用率大约为 10%左右至 15%，稳中有降；公司研发 费用率保持 25%-30%之间，主要系公司多产品线进行研发投入，公司研发人员 占比较高，2019 年至今占比为 50%以上，2021-2022 年公司大力扩招研发人员， 数量从 2020 年的 505 人增长至 2022 年的 1790 人，2022 年至今研发人员数量占比均为 55%左右。

2020-2022 年业绩迎来爆发式增长，23H1 盈利能力短期承压。2014-2019 年， 公司净利率持续下行，主要系毛利率持续下滑同时期间费用率整体呈上升态势； 2019 年，公司并购 STI 之后，由于 STI 当年商誉可回收金额低于其账面价值， 因此计提商誉减值 1909 万元，产生的商誉减值是拖累净利率的重要原因之一； 2020-2022 年，随着公司收入快速增长，叠加产品结构改善和期间费用率的下 滑，公司利润规模爆发式增长，2022 年扣非归母净利润和扣非净利率分别为 3.95 亿元和 15.3%；23H1，受行业景气度下行和客户订单交付节奏影响，公司 扣非归母净利润出现亏损，亏损额为 0.85 亿元。

3、公司外延并购 STI 和 EXIS，完善产品矩阵并拓展海外 优质客户资源

2019 年公司并购新加坡 STI，2023 年完成并购马来西亚 EXIS，一方面增强自 身技术实力，完善 AOI 检测设备、测试分选机产品矩阵，另一方面优质客户进 一步实现开拓。

2019 年并购新加坡 STI，提升 AOI 检测技术实力并拓展前道晶圆检测市场

STI 原为新加坡 ASTI 旗下全资子公司，长川科技于 2019 年收购 STI。在 2019 年，ASTI 董事会认为，出售 STI 能够大幅减少 ASTI 负债、改善负债比率并重 新调整财务及资本资源的策略，从而能够聚焦其他主业。长川科技 2019 年之前 持有长新投资 10%股权，在 2019 年通过发行股份的方式购买国家产业基金、 天堂硅谷和慧、装备材料基金持有的长新投资 90%的股权，实现对长新投资 100%控股，并通过长新投资持有新加坡 STI 100%的股权。

STI 是主要为芯片和 wafer 提供光学检测、分选、编带等功能的封测设备厂商， 2D/3D 高精度光学检测技术（AOI）是公司的核心竞争力。STI 产品包括转塔式 测编一体机、平移式测编一体机、膜框架测编一体机和晶圆光学检测机，其中 转塔式测编一体机主要用于传统的封装终检市场、有引脚的芯片及无引线封装 市场，平移式测编一体机主要用于 BGA、QFN 和有引线封装等先进封装市场， 膜框架测编一体机主要用于晶圆级封装终检市场，晶圆光学检测机主要用于晶 圆制造及封装过程中的检查市场。

STI 以海外客户为主，长川科技通过并购 STI 得到 TI、美光、日月光等优质海 外客户资源。STI 客户覆盖 TI、美光、意法半导体、三星等大型 IDM 及存储公 司，以及日月光、安靠等全球半导体封测龙头，2018 年公司前五大客户占比为 60%，均来自中国大陆以外的地区和国家。在销售渠道方面，STI 拥有完善的 销售网络和良好的售前、售中、售后服务体系，在马来西亚、韩国、菲律宾及 中国台湾拥有 4 家子公司，在中国大陆及泰国亦拥有专门的服务团队。STI 核 心管理团队来源于 TI 在新加坡的工艺自动化中心，在 AOI 设备制造相关领域均 具有超过 25 年的工作经验。

2023 年并购转塔式分选机厂商 EXIS，实现分选机产品系列全覆盖

长川科技收购长奕科技（马来西亚 EXIS）100%股权，EXIS 聚焦转塔式分选机 产品。2022 年，长川科技通过了发行股份购买资产收购长奕科技（马来西亚 EXIS）的审批，并于 2023 上半年完成了资产过户。EXIS 产品主要为250/300/400/550/700 系列转塔式分选机，其中 250/300 系列拥有 20/24 个工位， 适用于测试工序时间较短的产品；400 系列拥有 32 个工位，适用于测试工序时 间中等的产品；550/700 系列拥有 32/40 个工位，适用于测试工序时间较长的 产品。

EXIS 客户覆盖海外大型 IC 设计及半导体封测企业。EXIS 客户覆盖博通、MPS、 NXP、比亚迪半导体等半导体公司，以及联合科技（UTAC）、通富微电、华 天科技等半导体封测厂商。22H1 前五大客户集中度为 53.34%，包括博通、 KLA 等厂商。

二、全球后道测试设备 75 亿美元市场，公司新品拓 展打开长期成长空间

1、全球后道测试设备空间约 75 亿美元，OSAT、设计、 IDM 驱动市场增长

后道测试设备主要包括测试机、分选机和探针台等，最主要用于后道封测厂商。 在 IC 设计验证环节，芯片设计公司会使用测试机、分选机、探针台对晶圆或芯 片样品进行测试，将测试结果反馈给设计阶段，但对封测设备需求相对较少； 在晶圆测试（Chip Probing，CP）环节，测试机搭配探针台（Prober）完成； 在芯片成品测试（Final Test，FT）环节，分选机将待检测的芯片自动传送至测 试工位（用于将芯片与测试机连接并进行测试的位置），待检测芯片的引脚通过 测试工位上的专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机在进行检测之 后将测试结果传送给分选机，分选机根据测试结果将检测过的芯片进行标记、 分类、收料。

测试机和探针台核心技术难点集中于精度、稳定性等，分选机技术壁垒在于温 度和力度控制。测试机和探针台作用于晶圆或芯片本身，对 IC 测试精度要求较 为严苛；分选机的功能更多是传送晶圆，因此对测试环境要求更高，主要难点 在与温度和力度控制。

全球半导体后道测试设备市场规模约 75 亿美元，海外厂商占据主要份额。根据 SEMI，2022 年全球半导体封装测试设备市场规模约 130 亿美元，其中封装&组 装设备约 58 亿美元，后道测试设备约 75 亿美元；2023 年，由于行业景气度影 响，SEMI 预计整体后道半导体设备市场规模下滑至 110 亿美元，但预计 2024 年将恢复增长至 122 亿美元；在后道测试设备中，测试机、分选机、探针台分 别占比 63%、17.4%、15.2%。目前，测试设备主要被泰瑞达、爱德万等海外 厂商垄断，探针台/分选机等主要被东京精密、东京电子等垄断，国产化提升空 间较大。

测试设备市场增长的驱动力主要来自下游封测厂商扩产，长川科技营收增速高 于下游封测厂商资本支出增速。国内测试设备厂商增速受下游封测厂投资直接 影响，2019 年由于行业需求较弱，国内封测厂资本支出较低；2020-2022 年伴 随全行业需求上升，封测厂商投资增速逐年回温；22H2 至今，由于行业景气度 下滑，国内封测厂稼动率降至较低水位，进而影响资本支出投入。长川科技营 收增速持续高于下游封测厂商资本支出增速，主要系公司数字 SoC 测试机、三 温分选机等快速放量。

2、数字 SoC 测试机快速放量，未来有望进一步延伸至存 储测试机

测试机主要实现晶圆的功能测试，由一系列模块化硬件构成。测试机通过一台 工作站来做外部的控制，透过测试程序的定义来产生待测器件上所需要的电压、 电流及时序信号等的输入和读取，依次来判断待测器件的好坏。测试机由一系 列模块化的硬件组成，通常包括 CPU 控制模块（FPGA 主控）、系统电源模块 （电源板）、向量存储器、端子电路、直流模块、时序模块、系统时钟信号模块、 光源控制模块等。

全球数字及 SoC 测试机占据约 60%市场份额，数字和存储测试相较分立器件 等测试技术壁垒更高。根据 SEMI 2020 年数据，SoC 测试机市场规模占比 60%，其次为存储测试机（占比 21%）、模拟混合测试机（占比 15%）、RF 测 试机（占比 4%）。数字 SoC、存储、高压功率器件测试机的技术壁垒较高，数 字 SoC 测试机对信号频率要求较高尤其是数字通道的测试频率；存储芯片由于 单元较多，测试数量庞大，测试通道数量高达上万个。

公司数模混合测试机技术水平成熟，数字测试机快速放量。在模拟及数模混合 IC 和功率器件测试系统上，国产替代进程取得相当的进步，在模拟及数模混合 IC 测试领域，国内厂商以长川科技和华峰测控为主，技术水平均较为成熟，和 海外龙头产品能够直接对标；在功率器件测试领域，以联动科技和宏邦电子为 主；但在测试难度较高的数字及 SoC 类芯片、存储芯片及高压功率器件领域，仍是海外厂商处于垄断地位。公司于 2019 年开发出 1024 个数字通道、 200Mbps 数字测试速率、1G 向量深度及 128A 电流测试能力的数字测试机 D9000，开发了 8 通道混合信号测试功能，实现客户 ADC/DAC 测试需求，目 前正处于放量阶段。

国内存储测试设备迎发展良机，公司未来将向存储测试机领域进一步延伸。中 国大陆存储器件市场呈现“大市场+低自给率”的特征，以睿力集成（长鑫存储） 和长江存储为代表的国内存储器件厂商正加速扩张产能，分别在 DRAM 和 NAND 领域与国际厂商差距逐渐缩小。与逻辑芯片不同，存储晶圆的设计及制 造标准化程度较高，各晶圆厂同代产品在容量、带宽、稳定性等方面技术规格 趋同，存储器件的功能特性须通过芯片封测等产业链后端环节实现，晶圆设计、 晶圆制造和芯片封测均对存储器件容量、性能及可靠性等核心关键指标有重要 影响，均占有较大的价值比重。以 DRAM 为代表的半导体存储器件测试设备种 类多、价值高，晶圆测试、老化修复、封装测试等各环节的测试技术既有较高 实现要求又具有较强系统性。长川科技目前在数模混合测试机、数字及 SoC 测 试机领域形成较为完善布局，未来向存储测试机领域延伸，有望进一步打开成 长空间。

3、分选机全品类布局，三温分选机贡献主要增长动力

分选机用于 IC 设计阶段的验证环节和封测阶段的成品测试环节，一般和测试机 配合使用。在 IC 设计验证环节，芯片设计公司会使用测试机、分选机、探针台 对晶圆或芯片样品进行测试，将测试结果反馈给设计阶段，但对测试设备需求 相对较少；在晶圆测试（Chip Probing，CP）环节，测试机搭配探针台 （Prober）完成；在芯片成品测试（Final Test，FT）环节，分选机将待检测的 芯片自动传送至测试工位（用于将芯片与测试机连接并进行测试的位置），待检 测芯片的引脚通过测试工位上的专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测 试机在进行检测之后将测试结果传送给分选机，分选机根据测试结果将检测过 的芯片进行标记、分类、收料。

测试分选机一般分为平移式、重力式和转塔式三种，平移式分选机是技术难度 最大、应用场景最多的设备。1）平移式分选机：以真空方式吸取半导体，采用 机械臂运输芯片，优点是可靠性高，适合体积偏大、重量大、测试时间较长的 芯片；缺点是单位时间产量较低，对体积小的产品操作性能不佳；2）重力式分 选机：以半导体器件自身的重力和外部的压缩空气作为器件运动的驱动力，器 件自上而下沿着分选机的轨道运动，在运动的同时，分选机各部件会完成整个 测试过程。重力式分选机优点是设备结构简单，易于维护和操作，生产性能稳 定，故障率低；缺点是器件由重力驱动，设备每小时产量相对较低，同时硬件 结构也导致不能支持体积较小的产品和 BGA 等封装形式产品；3）转塔式分选 机：以直驱电机为中心，各工位模块协调运行，芯片通过主转盘的转动，一步 步被各个工位测试。转塔式分选机优点是测试速度最快，缺点来自于旋转式传 动产生的离心力，使其不能用于重量较重、外形尺寸较大的产品；

三温分选机相较常温分选机增加热管理和冷管理系统，温度控制是区别不同产 品性能高低的关键。三温分选机相较常温分选机增加了热管理和冷管理系统， 加热/制冷设计是机台难点，也是区别不同厂家产品性能高低的关键。对于大多 数的测试分选机，高温系统通过加热棒对导热紫铜进行加热，并通过温控传感 器对温度进行监测。低温系统通常采用液氮或冷媒的方式将产生的低温液体在 制冷部位进行循环来降低制冷部件的温度，通过调整循环泵的转速来加快或降 低降温速度；低温控制会同时启用低温系统和加热系统。此模式下的加热系统用于辅助控制低温。在制冷的时候需要注意结霜问题，并保持整个系统的干燥。 当液体温度过低以致无法维持时，通过加热的方式消耗掉多余的温度，温度过 高时将提高泵的转速来加速降温；加热系统用于控制高温或平衡过低的低温液 体，通过 PID 控制而达到精准的温度控制。

三温分选机是车规芯片等测试场景使用的主要设备，公司三温分选机为目前主 要增长动力。一般而言，在客户有低温测试需求时，会选择购买三温设备，例 如汽车需要在-40℃的环境下使用，那么相关芯片需要在更低的温度，例如-50℃ 的环境进行测试。在汽车 AEC-Q100 验证环节中，多个步骤工序前后都需要低 温或高温测试环节。公司平移式三温分选机已成为主要增长动力之一，产品覆 盖-55~150℃温度范围，工位数量最高 16 个，每小时最大产能高达 1200 片。

4、探针台主要用于 CP 测试环节，公司产品逐步起量

探针台主要用于半导体制造晶圆检测（CP，Circuit Probing）环节，部分用于 设计验证和成品测试环节。在晶圆检测环节中，探针测试主要对封装前晶圆上 的裸芯片进行性能测试，裸芯片上有多个 PAD 点用于信号传输，测试时探针与之接触并输入、输出测 试信号。裸芯片经 PAD 引出引脚、覆盖封装材料等工序后即成为成品芯片，稳 定性与尺寸均大幅提升。

在成品进入封装厂前的芯片测试工序，探针台测试对象为经光刻、刻蚀、薄膜 沉积等制造工序，面向已具备芯片功能但未经封装的裸芯片。芯片制造厂商为 降低封装环节成本，首先需将晶圆成品上的裸芯片不良品剔除，需要对封装前 晶圆上的裸芯片进行性能测试，裸芯片上有多个 PAD 点用于信号传输，测试时探针与之接触并输入、输 出测试信号。裸芯片经 PAD 引出引脚、覆盖封装材料等工序后即成为成品芯片， 稳定性与尺寸均大幅提升。 晶圆探针台通过探针与晶圆 PAD 点接触，实现对裸芯片测试并标记测试结果。 相同裸芯片纵横排列在整片晶圆面积里，同一尺寸晶圆（wafersize）由于裸芯 片大小（chipsize）不同，单片晶圆上芯片数量可以从几十个到几万个以上。由 于裸芯片没有引脚（Pin），输入输出信号只能通过 PAD 点传输，PAD 点大小以 方形为主，边长在 50μm 左右，需要通过特殊探针接触 PAD 点引入引出信号， 实现对裸芯片设计参数进行测试验证。探针台通过智能微观对准和电性接触控 制，实现探针与 PAD 点的接触，通过与测试机连接，完成对一颗裸芯片的测试； 通过连续精密步进技术，将下一颗被测裸芯片（DUT）移动至探针下方，重复 对准、接触工序，完成对一张晶圆上需要测试的裸芯片的惯序探针测试，实现 对不同裸芯片设计参数的测试。探针台根据测试结果，对不合格品进行打点标 记、记录坐标，形成晶圆 Map 图，完成对晶圆上裸芯片不良品的筛选。

2021 年公司定增募资用于探针台研发和产业化，现已推出 CP12 全自动 12 英 寸探针台。2021 年，公司定增募集资金 3.72 亿元，其中 3 亿元用于探针台项 目投资，达产后预计年收入 4 亿元。公司募资项目研发投向第二代全自动超精 密探针台，兼容 8/12 英寸晶圆，用于 SOC/CIS、存储、分立器件和 SiC/GaN 等的测试。公司目前已经推出 CP12 全自动 12 英寸探针台，主要用于 SOC/CIS，核心的精度指标已达到国际一流水平。

5、前道检/量测设备超百亿美金市场，公司量测设备进一步 完善前道布局

2022 年全球前道检测和量测设备市场空间大约 125 亿美元，市场空间广阔。根 据 VLSI Research 数据，2016 年全球检测和量测设备合计规模为 47.6 亿美金， 2020 年增长至 76.5 亿美金，CAGR 达 12.6%。根据 Gartner，2021 年和 2022 年全球工艺控制设备市场占比大约为 11%和 12%，结合全球前道设备市场空间， 2021 和 2022 年全球半导体检测和量测设备市场规模预计分别为 100 亿美元和 125 亿美元。

检测和量测设备市场中，检测设备占比超 60%，纳米图形晶圆缺陷检测设备和 掩膜版缺陷检测设备占比最高。2020 年全球过程控制测试设备中缺陷检测设备 占比为 62.6%，量测设备占比 33.5%。根据测试对象及应用领域进一步拆分： 缺陷检测设备中纳米图形晶圆缺陷检测设备占比最高，其次为掩膜版缺陷检测 设备、无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶圆缺陷检测设备，电子束缺陷检测及 复查设备占比较低；量测设备中关键尺寸占比较高，套刻精度其次，薄膜量测 占比较低。

公司晶圆检测系统 iFocus 基于 STI 的 AOI 检测技术，主要用于产品的外观检 测；公司还针对半导体关键制程尺寸量测需求开发一款全自动关键尺寸量测设 备 NanoX-6000，用于线宽开口、线宽间距等关键尺寸量测及膜厚、粗糙度量 测等。

（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。）