半導體測試設備之探針測試主要趨勢

1、半導體測試設備行業發展情況及競爭態勢半導體測試設備的運用貫穿整個半導體制造過程，在半導體產業鏈中起著成本控制和保證品質的關鍵作用。芯片會經歷晶圓、封測、PCB、電子系統、客戶端等階段，根據電子系統故障檢測中的“十倍法則”，若芯片廠商未能及時發現芯片故障，則需在下一階段耗費十倍的成本以排查和處理故障。此外，通過及時有效的檢測，芯片廠商還可以合理篩選出不同性能等級的芯片或器件。因此，隨著芯片生產成本日漸高漲，半導體測試設備的重要性也日漸凸顯。根據SEMI統計，半導體測試設備占半導體設備比例為8.71%，據此推算，2021年全球半導體測試設備市場為89.36億美元。隨著半導體行業整體進入上升周期，半導體測試設備在可預見的未來將持續保持增長態勢。

　　全球半導體測試設備市場集中度高，各細分市場均被境外龍頭企業所壟斷，愛德萬、科休、泰瑞達、東京電子、東京精密等境外企業占據了半導體測試設備市場的主要份額，境內企業與上述企業在整體規模、產品豐富度等方面存在一定差距。根據SEMI統計，2020年，全球半導體測試設備市場中泰瑞達、科休、愛德萬共占據了97%的市場份額；而在中國大陸，這一數值則達到了92%。

　　2、探針測試行業發展趨勢（1）設備將向高精度化方向發展現階段半導體器件主要通過提高集成度的方式實現更多功能或更快響應。為此，半導體制造過程一般會縮小器件特征尺寸，如高端邏輯芯片的電路制程線寬已由微米級別縮小至納米級別，最小已達3納米；在光電芯片中，最小的Micro LED尺寸也已經縮小至50μm以下。此外，為避免器件集成度提高后單位制造成本過度上漲，業界一般使用更大尺寸的晶圓，通過在單片晶圓片上制造更多的芯片并提高邊緣區域使用率的方法降低單位制造成本，目前主流晶圓尺寸已從4英寸、6英寸，逐步發展到8英寸和12英寸。

　　對于探針臺，晶圓尺寸增加導致探針的移動行程更大，而器件集成度提升的同時縮小了PAD尺寸，這又要求探針具備更高的操作精度（例如：目前晶粒的尺寸PAD約40μm，考慮到探針具有一定尺寸，實際允許的探針操作誤差僅為約5μm）。因此，隨著半導體工藝進步，探針臺也在向高精度方向發展以適應生產要求，高效、高精度定位已日漸成為探針測試設備的一項重要性能評價指標。

　　（2）設備更新迭代速度較快根據半導體行業“一代設備，一代工藝，一代產品”的經驗特征，下游半導體廠商新工藝迭代會帶動半導體設備的同步更新，探針臺設備也遵循該行業規律，例如，針對傳統功率半導體器件的探針臺即無法滿足第三代化合物半導體器件測試需求。

　　目前，半導體行業整體處于上行周期，行業景氣度推動新材料、新工藝、新制程頻繁迭代，因此探針臺設備也必須保持快速更新換代以適應下游新需求。

　　（3）各類技術等級設備并存發展伴隨半導體技術持續迅猛發展和半導體應用領域不斷拓展，半導體器件種類日趨豐富。由于不同運用場景對半導體器件的功能、響應速度需求存在差異，因此各類性能、用途的器件或芯片大量并存，各器件的技術參數、制造工藝水平也不盡相同。上述現象決定了不同的產線需配置技術等級及性價比相當的半導體設備；即使在同一產線上，復雜程度不同的工藝環節也是根據其實際需要搭配使用各類技術等級的設備，因此產業內高、中、低各類技術等級生產設備并存發展且均有其對應的市場空間。

　　（4）半導體產業轉移帶來的半導體設備國產化替代中國大陸連續多年成為全球最大的半導體消費市場，消費重心一定程度上牽引產能重心，全球半導體產能正不斷向中國大陸轉移。伴隨國家對半導體產業發展的重大戰略部署，我國半導體產業快速發展，整體實力顯著提升，設計、制造能力與國際先進水平不斷縮小，封裝測試技術逐步接近國際先進水平，核心技術水平不斷取得突破，同時涌現出了一大批優秀的半導體設備制造企業。然而與我國快速增長的半導體產業不相匹配的是，我國大量核心半導體設備長期依賴進口，導致半導體供應鏈存在嚴重的安全問題，這極大削弱了我國半導體廠商的競爭力。我國半導體行業要實現從跟隨走向引領的跨越，設備產業將是重要環節。

　　在供應鏈安全日漸成為國內半導體廠商關注焦點后，同時伴隨國家鼓勵類產業政策落地實施和產業投資基金進入，本土半導體設備制造業迎來了前所未有的發展契機。近年來，國產半導體設備制造廠商已憑借突出的產品性價比、高效的服務響應、顯著的地緣成本優勢快速發展，進一步加快了我國半導體設備的國產化進程。

　　5、行業發展態勢及面臨的機遇與挑戰（1）行業發展面臨的機遇A、下游產業快速發展下游半導體應用需求的增長、半導體產能向中國大陸轉移、半導體設備國產化需求增強等因素，促使國產半導體設備需求快速增長。

　　未來幾年，新能源、新一代顯示技術、5G、物聯網（IoT）、人工智能等為代表的新需求，將會對半導體形成巨大需求。相關半導體廠商紛紛擴產、升級產品線，以應對需求的增長、產品的升級換代。半導體產業經歷了從美國到日本再到韓國、中國臺灣的轉移，目前正在經歷向中國大陸的第三次轉移，未來新增產能將有相當一部分在境內建設，這為國產半導體設備廠商提供了良好的機遇。

　　此外，受近年國際政治環境影響，半導體行業供應鏈安全問題突出，半導體設備國產化的需求逐漸增強。半導體設備通常需要及時和專業的維護、保養，故障的及時排查、解決可以使客戶順利完成生產任務。客戶產品的更新換代，也需要相關設備做出升級調整，境內半導體廠商有越來越強的設備國產化需求。

　　B、國家政策支持半導體產業是國民經濟中基礎性、關鍵性和戰略性的產業，作為現代信息產業的基礎和核心產業之一，在保障國家安全等方面發揮著重要的作用，是衡量一個國家或地區現代化程度以及綜合國力的重要標志。國家為扶持集成電路行業發展，制定了多項支持政策，陸續出臺了《集成電路設計企業及產品認定暫行管理辦法》《集成電路布圖設計保護條例》《集成電路布圖設計保護條例實施細則》等法律法規保護集成電路知識產權；出臺了《關于集成電路生產企業有關企業所得稅政策問題的通知》《關于印發進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》等從稅收、投融資等方面鼓勵支持半導體行業發展；出臺了《集成電路產業研究與開發專項資金管理暫行辦法》《關于印發“十三五”國家科技創新規劃的通知》等目標規劃，將集成電路裝備列為國家科技重大專項，積極推進各項政策的實施。這些政策為半導體產業發展突破瓶頸提供了保障。

　　（2）行業發展面臨的挑戰半導體設備行業具有投資周期長、研發投入大等特點，屬于典型的資本密集型和技術密集型行業。從全球范圍來看，半導體設備市場長期被阿斯麥、應用材料、東京電子、東京精密等國際巨頭占據主要份額，且其在經營規模、認知度、運營時間、客戶資源等方面都存在較大的先發優勢，國產半導體設備廠商在規模、產品豐富度、研發投入、技術先進度等上存在一定差距，在與其競爭過程中面臨較大的壓力和挑戰。

　　近年來，國家對半導體行業給予鼓勵和支持，但該行業屬于技術密集型產業，經驗積累和技術創新需要一定時間。對比國外先進廠商，我國半導體行業發展歷程相對較短，現有半導體產業及其專用設備的人才和技術水平難以滿足產業需求，這是造成半導體設備研發及制造技術相對薄弱的主要原因之一。未來，隨著國家政策的支持、半導體產業的不斷發展，我國半導體產業在人才、產品等方面逐步積累，將能與國外一流設備廠商形成有力競爭。

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