2024年半导体测试机行业专题报告：AI浪潮和存储复苏驱动行业持续成长

1、什么是测试机、分选机、探针台/探针卡

半导体测试机又称半导体自动化测试机，与半导体自动化测试系统同义。两者由于翻译的原因，以往将 Tester 翻译为测试 机，诸多行业报告沿用这个说法，但现在越来越多的企业将该等产品称之为 ATE system，测试系统的说法开始流行，整体 上无论是被称为 Tester 还是 ATE system，皆为软硬件一体。

半导体测试机测试半导体器件的电路功能、电性能参数，具体涵盖直流参数（电压、电流）、交流参数（时间、占空比、总 谐波失真、频率等）、功能测试等。

集成电路测试贯穿了集成电路设计、生产过程的核心环节，具体如下： 第一、集成电路的设计流程需要芯片验证，即对晶圆样品和集成电路封装样品进行有效性验证； 第二、生产流程包括晶圆制造和封装测试，在这两个环节中可能由于设计不完善、制造工艺偏差、晶圆质量、环境污染等因 素，造成集成电路功能失效、性能降低等缺陷，因此，分别需要完成晶圆检测（CP, Circuit Probing）和成品测试（FT, Final Test），通过分析测试数据，能够确定具体失效原因，并改进设计及生产、封测工艺，以提高良率及产品质量。无论 哪个环节，要测试芯片的各项功能指标均须完成两个步骤：一是将芯片的引脚与测试机的功能模块连接起来，二是通过测试 机对芯片施加输入信号，并检测输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计要求。

晶圆检测环节需要使用测试机和探针台，成品测试环节需要使用测试机和分选机，具体测试流程如下：

晶圆检测环节：晶圆检测是指在晶圆完成后进行封装前，通过探针台和测试机的配合使用，对晶圆上的裸芯片进行功能和电 参数测试。探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置，芯片的 Pad 点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测 试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能在不同工作条件下是否达到设计规范要求。测试结果通过通 信接口传送给探针台，探针台据此对芯片进行打点标记，形成晶圆的 Map 图。该环节的目的是确保在芯片封装前，尽可能地 把无效芯片筛选出来以节约封装费用。

成品测试环节：成品测试是指芯片完成封装后，通过分选机和测试机的配合使用，对封装完成后的芯片进行功能和电参数测 试。分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位，被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专用连接线与测试机的功能模块 进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能在不同工作条件下是否达到设计规范要求。测 试结果通过通信接口传送给分选机，分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。该环节的目的是保证出厂的每颗 集成电路的功能和性能指标能够达到设计规范要求。

测试机、分选机、探针台的技术壁垒

集成电路行业集计算机、自动化、通信、精密电子测试和微电子等技术于一身，是技术密集、知识密集的高科技行业，集成电 路的可靠性、稳定性和一致性要求较高，对生产设备要求较高，集成电路测试设备技术壁垒较高：

（1）测试机：①由于集成电路参数项目越来越多，如电压、电流、时间、温度、电阻、电容、频率、脉宽、占空比等，对测 试机功能模块的需求越来越多；②客户对集成电路测试精度要求越来越高（微伏、微安级精度），如对测试机钳位精度要求从 1%提升至0.25%、时间测量精度提高到微秒级，对测试机测试精度要求越趋严格；③随着集成电路应用越趋于广泛，需求量 越来越大，对测试成本要求越来越高，因此对测试机的测试速度要求越来越高（如源的响应速度要求达到微秒级）；④集成电 路产品门类的增加，要求测试设备具备通用化软件开发平台，方便客户进行二次应用程序开发，以适应不同产品的测试需求； ⑤测试设备供应商对设备状态、测试参数监控、生产质量数据分析等方面，结合大数据的应用，对测试机的数据存储、采集、 分析方面提出了较高的要求。

（2）分选机：①由于集成电路的小型化和集成化特征，分选机对自动化高速重复定位控制能力和测压精度要求较高，误差精 度普遍要求在0.01mm等级；②分选机的批量自动化作业要求其具备较强的运行稳定性，例如对UPH（每小时运送集成电路数 量）和Jam Rate（故障停机比率）的要求很高；③集成电路封装形式的多样性要求分选机具备对不同封装形式集成电路进行 测试时能够快速切换的能力，从而形成较强的柔性化生产能力及适应性；④集成电路测试对外部测试环境有一定要求，例如部 分集成电路测试要求在-55—150℃的多种温度测试环境、无磁场干扰测试环境、多种外场叠加的测试环境中进行，如何给定相 应的测试环境是分选机技术难点。

（3）探针台：①探针台精度要求非常严苛，重复定位精度要求达到0.001mm（微米）等级；②晶圆检测对于设备稳定性要求 极高，各个执行器件均需进行多余度的控制，晶圆损伤率要求控制在1ppm（百万分之一）以内；③晶圆检测需具备多套视觉 精密测量及定位系统，并具备视觉相互标定、多个坐标系互相拟合的功能；④探针台对设备工作环境洁净度要求极高，除需达 到几乎无人干预的全自动化作业，对传动机构低粉尘提出要求，还需具备气流除尘等特殊功能。

2、全球测试机行业：AI浪潮和存储复苏驱动行业持续成长

SoC和存储测试机2024年市场规模33-36和13-16亿美金

根据爱德万在2024年1月31日发布的FY2023Q3财报观点： 2022、2023和2024年SoC测试机市场规模40、33-34、33-36亿美元。 2022、2023和2024年存储测试机市场规模12、11、13-16亿美元。 2023年，全球半导体测试机行业的下滑主要由于：消费电子（智能手机和个人电脑）需求放缓，半导体资本支出削减持续的 时间比预期的要长。 爱德万预计在2024年下半年，全球半导体测试机行业趋于复苏。 随着生成式人工智能需求不断增长， 爱德万预计全球半导体测试机行业的需求也将增加。 在HPC/AI应用的驱动下，SoC测试机行业预计将在2024年下半年看到需求上升。 在高性能DRAM需求的推动下，存储器测试机市场需求也有望迅速恢复。

DRAM和NAND Flash在2024年有望连续4个季度持续涨价

据TrendForce集邦咨询研究显示，DRAM产品合约价自2021年第四季开始下跌，连跌八季，至2023年第四季起涨。NAND Flash方面，合约价 自2022年第三季开始下跌，连跌四季，至2023年第三季起涨。在面对2024年市场需求展望仍保守的前提下，二者价格走势均取决于供应商产能 利用率情况。

2024Q1：2024年针对第一季价格趋势，TrendForce集邦咨询维持先前预测，DRAM合约价季涨幅约13~18%；NAND Flash则是18-23%。

2024Q2：虽然目前市场对2024Q2整体需求看法仍属保守，但DRAM与NAND Flash供应商已分别在2023Q4下旬，以及2024Q1调升产能利用率， 加上NAND Flash买方也早在2024Q1将陆续完成库存回补。因此，DRAM、NAND Flash在2024Q2合约价季涨幅皆收敛至3~8%。

2024Q3：进入传统旺季，需求端预期来自北美云端服务业者（CSP）的补货动能较强，在预期DRAM及NAND Flash产能利用率均尚未恢复至满 载的前提下，两者合约价季涨幅有机会同步扩大至8~13%。其中，DRAM方面，因DDR5及HBM渗透率提升，受惠于平均单价提高，带动DRAM 涨幅扩大。

2024Q4：第四季在供应商能够维持有效的控产策略的前提下，涨势应能延续，预估DRAM合约价季涨幅约8~13%：DRAM合约价涨幅扩大的原 因是来自DDR5与HBM产品市场渗透率上升，若仅观察单一产品，例如DDR5，仍可能出现季跌，意即2024年度的DRAM合约价上涨并非所有颗 粒类别全面上扬，而是产品类别逐渐转移之故。NAND Flash合约价季涨幅则预估0~5%。

测试机行业竞争格局

测试机行业内国外公司主要有泰瑞达、爱德万、科休半导体，国内公司主要是长川科技、华峰测控。根据爱德万数据，2023年全球测试机行业市场规模约45亿美元， 其中SoC和存储测试机分别为33-34和11亿美元。根据爱德万数据，爱德万在FY23测试机收入预计为3250亿日元，约21.6亿美元（按照1美元=150.52日元测算）。根 据泰瑞达数据，泰瑞达在FY23测试机收入为18.2亿美元。 爱德万和泰瑞达两家企业合计占全球市场份额88%。

（1）泰瑞达（TER.N）：泰瑞达目前是全球最大的半导体测试设备公司，总部位于美国马萨诸塞州，于 1960 年成立，截至2019年员工人数超过 4,900 人。泰瑞达已 经在行业内深耕半个多世纪，主要产品包含半导体测试系统、国防/航空存储测试系统、无线测试系统以及协作机器人业务，其中半导体测试系统涵盖逻辑、射频、 模拟、电源管理、混合信号和存储设备等多个方向。作为半导体测试设备的龙头企业，自上世纪 80 年代起，泰瑞达先后收购了Zehnetel、Magatest 等多家公司，快 速地扩展了自己的半导体测试设备业务，成为 SoC 类测试、数字\模拟信号类和电路板测试设备等细分领域的市场领导者。2008 年，泰瑞达收购了服务于闪存测试市 场的 Nextest 和模拟测试市场的领跑者Eagle Test System （ETS）。至此，泰瑞达成为能够提供模拟、混合信号、存储器及超大规模集成电路测试设备的厂商，下 游客户遍布整个半导体产业链。

（2）爱德万（6857.T）：爱德万是存储器测试龙头企业，总部位于日本东京，于 1946 年创立，1972年进入半导体测试系统行业，截至2019年员工人数超过 4,500 人。业务涵盖 SoC 测试系统、存储器测试系统、分选机等领域以及其他新兴业务与服务领域。20 世纪 70 年代初，爱德万应日本机械振兴协会的要求，研发日本第一 台10MHz IC 测试系统，正式进军半导体测试设备领域。80 年代，凭借对全球半导体产业需求变化敏锐的嗅觉，爱德万于 1976 年推出了全球首台 DRAM 测试机 T310/31，并在存储器测试机领域长期占据优势地位。2011 年，爱德万成功收购惠瑞杰（Verigy）开始进军 SoC 测试市场。六十多年来，爱德万测试已成为全球最大 的集成电路自动测试设备供应商之一。

（3）科休半导体（COHU.O）：科休半导体是全球测试分选机、半导体测试系统领先企业，总部位于美国特拉华州，于 1947 年成立，截至2019年员工人数超过 3,500 人，主要业务包括半导体分选机、裸板 PCB 测试系统及接口产品、备件和套件等辅助设备。2018 年 10 月，科休半导体收购了国际知名的半导体测试设备厂商 Xcerra，成功进入半导体测试系统领域。科 休 半 导 体 在 分 选 机 领 域 有 众 多 产 品 ， 包 括 主 流 的 平 移 式 分 选机（pick-and-place）、重力式分选机 （gravity-feed）、塔盘式分选机（turret）、test-in-strip分选机。科休半导体先后收购了 Rasco、Delta Design 和马来西亚 Ismeca，开展多品牌运营。

报告节选：

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