半导体检测设备行业深度报告：晶圆制造环节与封测环节分析

一、晶圆制造环节：晶圆制造环节检测设备繁多，KLA份额一家独大

晶圆制造环节检测偏物理性，封测环节检测偏电性能

半导体检测设备主要用于半导体制造过程中检测芯片性能与缺陷，贯穿于半导体生产过程中，可分为晶 圆制造环节的检测设备和封测环节的检测设备。

晶圆制造环节的检测：偏向于外观检测，是一种物理性、功能性的测试。

封测环节的检测：按照封装前后分为晶圆检测（CP）和成品检测（FT），主要系电性能的检测。

2020年全球晶圆制造环节检测设备市场规模约80亿美元

2020全球半导体设备销售额712亿美元，同比+19.2%，中国半导体设备销售额187.2亿美元，同比 +39.2%。中国半导体设备销售额占比从2017年14.5%提升至2020年26.3%，首次成为半导体设备的最大 市场。SEMI预测2021/2022年全球半导体设备销售额为953/1013亿美元，假设中国市场占比稳定在26%， 我们预计中国半导体设备销售额为248/263亿美元，合1604亿元/1701亿元，分别同比+32%/+6%（人民 币兑美元汇率取6.468，下同）。

2020年，晶圆制造环节占半导体设备销售额86.12%。半导体设备主要包含晶圆制造设备、（封测环节） 检测设备和封装设备三类，SEMI报告披露2020年三者分别占比86.1%、8.5%和5.4%。

晶圆制造主要包含八大环节，晶圆制造环节检测设备价值量占比约为13%。2020年，晶圆制造环节设备 销售额约为613亿美元，因此我们预计2020年全球晶圆制造环节检测设备市场规模为79.69亿美元。

晶圆制造环节检测设备分为量测和缺陷检测，国产化率极低

晶圆制造环节检测设备（过程工艺控制）主要包括量测类设备和缺陷检测类设备，价值量占比分别为40% 和50%，控制软件等其他设备占剩余10%。

二、封测环节：泰瑞达、爱德万检测设备双龙头，模/混和SoC领域实现国产突破

以封测为界分为晶圆检测（CP）和成品测试（FT）

以封测为界，检测包括晶圆检测（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。无论是 晶圆检测或是成品检测，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。

随着集成电路技术不断发展，芯片线宽尺寸不断减小，制造工序逐渐复杂，对集成电路测试设备要 求愈加提高，集成电路测试设备的制造需要综合运用计算机、自动化、通信、电子和微电子等学科 技术，具有技术含量高、设备价值高等特点。

ATE测试机为晶圆检测和成品测试的核心设备

晶圆测试和成品检测主要用到自动化测试系统（Automatic Test Equipment，ATE，又称为测试机） 、 分选机和探针台三种设备，其中ATE测试机是检测设备中最重要的设备类型，价值量占比约为63%：根 据 SEMI， 2018 年国内ATE测试机、分选机和探针台市占率分别为 63.1%、17.4%和 15.2%，其它设备占 4.3%。

ATE测试机的检测内容主要为功能和电参数检测：ATE测试机通过计算机自动控制，能够自动完成对半 导体的测试，加快检测电学参数的速度，降低芯片测试成本，主要测试内容为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。

ATE测试机细分领域多元，模/混和SoC领域实现国产突破

ATE细分领域多元，市场需求存在差异：不同类型芯片的测试需求的侧重点不同，ATE根据下游应用可 细分为存储器、SoC、模拟/混合类和功率测试机等；全球ATE市场以存储器和SoC测试为主，国内模拟/ 混合测试、数字测试等领域仍存较大市场空间。

（1）模拟/混合类测试机：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，被测电路主包括电源管理器件、高精度模拟器件、数据转换器、汽车电子及分立器件等。其中模 拟信号是指是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号，或在一段连续的时间间隔内，其代表信息 的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号；数字信号是指人们抽象出来的时间上不连续的信 号，其幅度的取值是离散的，且幅值被限制在有限个数值之内。模拟/混合类测试机技术难度整体不 高，代表企业为国外泰瑞达、国内华峰测控、长川科技和上海宏测。

泰瑞达、爱德万为ATE测试机双龙头，进口替代需求迫切

全球半导体封测环节的设备市场主要由爱德万及泰瑞达占 据：根据前瞻产业研究院披露的数据，2019年爱德万销售 额市占率最高为 50%，泰瑞达次之为 40%，科休占比 8%，CR3达98%。 ATE测试机市场国产厂商占比较少：泰瑞达、爱德万为 ATE测试机双龙头，2019年二者合计销售额市占率约90%。 国内半导体ATE测试机市场中，爱德万、泰瑞达和科休占 据了近 91.2%的市场销售额，中国本土公司占比较少，国 内厂商华峰测控占比 6.1%，长川科技占比 2.4%。

三、检测设备核心标的：主要聚集在封测环节，3大规模国产化仍需时间沉淀

华峰测控：主营模拟、混合、功率类IC，产品迭代与整合并行

公司主营模拟、混合、功率类集成电路测试机。自1993年成立，公司深耕半导体测试系统领域，已开发 出STS8200系列、STS8250、STS8300等代表性产品。其中，STS8200系列产品为公司主要创收来源，占 收入比重90%以上。

公司业务发展可划分为技术初创、技术积累、快速发展、全新发展四个阶段，产品迭代和整合并行 。公 司持续围绕模拟、功率集成电路迭代技术和产品，2014年公司开发出“CROSS”技术平台，允许更换测 试模块进行多类别的测试，2018年推出有“All in ONE”特点的STS8300，将所有测试模块装在测试头 中，能够测试更高引脚数、更多工位的模拟及混合信号集成电路。

长川科技：全面布局后道检测设备，收购STI带来技术+客户协同

公司在后道检测环节布局全面，主营分选机和测试机，探针台开发完成Demo进展顺利。公司生产的测试机包 括大功率测试机（CTT系列等）、模拟/数模混合测试（CTA系列等）等；分选机包括重力式分选机（C9系 列、C8系列等）、平移式分选机（C6系列、CS系列等）、测编一体机；公司2018年已成功开发我国首台具有 自主知识产权的全自动超精密探针台，兼容8/12寸晶圆测试，已突破超精密视觉定位、微米级运动控制、高冗 余控制系统等技术难关。分选机和测试机为公司主要收入来源，2020合计占比超90%，分选机收入占比从 2017年53%逐年提升至2020年70%，同期测试机比重从43%下降至22%，探针台仍待后续验证放量。

2019年收购STI进入自动化半导体光学检测设备（AOI）领域，核心技术+客户资源协同业务拓展。长川科技 于2019 年8月1日完成长新投资90%股权过户，获得STI 100%的控制权。STI 主要产品有转塔式测编一体机、 平移式测编一体机、膜框架测编一体机和晶圆光学检测机，其视觉技术全球领先，与长川科技电参数检测技 术形成良性互补，助力长川分选机创新升级，加速探针台研发推进。STI下游客户包括德州仪器、美光、意法 半导体、三星等半导体厂商及日月光、安靠等半导体封测外包服务商，将带来客户资源协同作用。

华兴源创：主营检测设备+检测治具，面板横向拓展布局IC检测设备

检测设备（2020收入占比67.3%）：涵盖FPD检测设备、IC检测设备和汽车电子检测设备三大板块。

FPD检测设备：公司FPD检测设备可对LCD和OLED平板显示器件进行质量、触控、光学、信号等 关键功能的验证、筛选和修复。公司具体布局面板Module段检测设备，主要竞争者有精测电子、 鑫业成、先导智能、鑫三力等。面板制程前段检测设备Array和Cell外资占比高，主要厂家有奥宝 科技、晶彩科技和致茂电子。

IC检测设备：基于面板领域的技术积累，公司进军IC检测领域，目前研发和生产的设备包括SOC 测试机、BMS芯片测试机和分选机。

汽车电子检测设备：涵盖IGBT、MCU等检测，2019年进入特斯拉供应商体系，订单规模较小。

检测治具（2020收入占比16.1%） ：公司检测治具业务包括结构部分（载具、夹具、压接组件等）、信 号部分（信号基板、导电PAD等）及备品备件（连接线、pin针、FPC等耗材）。

2020年收购欧力通，进军智能穿戴领域，可穿戴产品组装和检测业务有望增厚公司业绩。

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