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半导体测试设备行业概述

半导体测试是集成电路设计、生产过程中不可或缺的核心环节，它对于提高芯片良率、降低成本具有至关重要的作用。

半导体检测在集成电路制造过程中扮演着至关重要的角色，根据使用的环节和检测项目的不同，它可分为前/后道检测。在晶圆加工环节中，前道量测主要包括量测类和缺陷检测类。这些检测的目的是确保每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数符合设计要求，并且不存在可能影响产品良率的缺陷。这些检测属于物理性检测，为生产过程的控制和质量保证提供了关键的依据。

在晶圆加工之后、封装测试环节内，后道测试发挥着重要的作用。根据功能的不同，后道测试包括分选机、测试机和探针台等设备。这些设备的核心目标是检查芯片的性能是否符合预期要求，属于电性能检测。通过这些设备的测试，可以确保芯片的质量和可靠性，从而提高产品的良率和降低生产成本。

其主要目的是检查芯片的性能是否符合要求，属于电性能检测。通过这些设备的测试，可以确保芯片的质量和可靠性，从而提高产品的良率和降低生产成本。

图表：半导体测试设备行业分类

资料来源：智研瞻产业研究院整理

半导体测试是通过对集成电路的功能和参数进行严格检测，以确定被测晶圆或芯片是否符合预设标准。这一过程不仅有助于评估产品的性能，还能为芯片设计和制造流程提供关键的反馈，揭示潜在的薄弱环节。在集成电路的制造过程中，半导体测试设备发挥着不可或缺的作用，广泛应用于设计验证、晶圆测试和成品测试等关键环节。

测试机是应用最广泛的设备之一，主要用于数据采集、存储和分析。它贯穿于集成电路制造的各个阶段，确保产品的质量和可靠性。探针台和分选机则用于连接被测晶圆或芯片与测试机的功能模块。探针台主要用于晶圆制造和设计验证阶段，以确保晶圆的合格性。分选机则应用于封装测试和设计验证阶段，对成品进行筛选和分类。

图表：半导体测试设备的应用环节

资料来源：智研瞻产业研究院整理

半导体测试设备行业市场分析

为了确保下游封装测试和制造厂商与芯片设计公司在集成电路性能测试方面的协同，芯片设计公司所选择的测试设备类型对于晶圆制造厂和封装测试厂商来说是至关重要的。随着大陆芯片设计企业的崛起，这为半导体测试设备提供了广阔的发展空间。另一方面，近年来大陆封装测试厂商为了本土的测试设备产业提供充足的下游需求，在资本开支方面呈现出快速增长。这种协同效应和市场需求为半导体测试设备行业带来了巨大的发展机遇。

统计数据显示，2018年中国半导体测试设备行业市场规模77.46亿元，2023年中国半导体测试设备行业市场规模201.82亿元。2018-2023年中国半导体测试设备行业市场规模如下：

图表：2018-2023年中国半导体测试设备行业市场规模

数据来源：智研瞻产业研究院整理

半导体测试设备行业技术趋势

随着全球半导体产业规模的持续扩大，对半导体设备的需求呈现出迅猛的增长趋势，进而推动了测试测量设备市场的需求激增。作为全球最大的集成电路生产和消费国，中国在集成电路产业的发展上不断取得突破，也促使中国成为全球最大的半导体设备市场。预计未来对测试测量设备的需求将继续保持高速增长。

目前，主流的半导体工艺正向10nm、7nm迈进，部分领先的半导体厂商已经实现5nm工艺的量产，并开始研发3nm工艺。新技术如三维FinFET晶体管和3D NAND逐渐成为业界的主流技术。然而，随着工艺的不断进步，产品工艺步骤日益增多，微观结构也日趋复杂，导致生产成本大幅增加。

为了确保晶片的成品率达到最高水平，必须严格控制晶片之间以及同一晶片上的工艺一致性。这意味着在集成电路生产过程中，对质量控制的需求将越来越大。今后，检测和测量设备应在灵敏度、准确度、稳定性、吞吐量等指标方面进一步改进，以确保每个过程都落在允许的过程窗口内，并确保整个生产线的平稳连续运行。测试和测量设备的技术改进主要体现在以下三个方面:

①提高光学检测技术的分辨率

集成电路的工艺节点随着DUV和EUV光刻技术的不断进步持续升级，这要求检测技术具备更高的空间分辨率精度。当前，最先进的检测和测量设备采用DUV波段的光源，这种光源能够可靠地检测小于14nm的晶片缺陷，并精确测量薄膜厚度至0.003nm。为了满足这一需求，减小波长下限和波长范围是光学检测技术发展的重要方向。

此外，提高光学系统的数值孔径是提高光学分辨率的重要手段。以图形晶圆缺陷检测设备为例，目前探测器每个像素所对应的晶圆表面最小物面尺寸小于30nm，其光学系统的最大数值孔径已经达到了0.95。为了在更小的晶片临界尺寸上实现缺陷检测，我们需要利用更多短波长光源和更大数值孔径的光学系统，从而进一步提高光学分辨率。

②大数据检测软件和算法的重要性

除了硬件方面的改进，大数据检测算法和软件在光学检测中也发挥着至关重要的作用。在光学系统分辨率接近极限的情况下，最新的光学检测技术不仅仅依赖于对晶圆图像的分析。为了更准确地检测微小缺陷，还需要结合深度图像信号处理软件和高级算法。这些算法能够在信噪比有限的图像中，有效地捕捉并识别出微弱的异常信号，从而提高了检测的敏感度和准确性。由于晶圆检测测量算法的专业性和高要求，目前市场上还缺乏可以直接使用的软件。为了满足这一需求，行业内的企业都在自己的测试测量设备上开发算法和软件。可以预见，未来对测试测量设备相关算法软件的要求将越来越高。

③设备检测速度和吞吐量的提高

晶圆厂在投资支出中，半导体品控设备是不可或缺的一部分。在采购设备时，性价比是关键的考虑因素。设备的检测速度和吞吐量的提升，对于降低IC厂商的平均晶圆检测成本具有重要意义。通过提高检测速度和吞吐量，检验和测量设备能够更好地满足下游客户的需求，帮助他们更好地控制企业成本，提高产品的良品率。

图表：半导体测试设备行业技术趋势

资料来源：智研瞻产业研究院整理

半导体测试设备行业发展趋势

1.国内自主品牌测试设备有广阔的需求空间

目前，国内集成电路测试设备企业虽然体量较小，但随着全球半导体产业向中国的转移以及国内半导体产业的崛起，国内自主品牌测试设备的需求空间正在逐步扩大。在中国的半导体测试设备市场上，一些国内企业已经通过多年的研发和积累，成功掌握了核心技术，并拥有自主知识产权。这些企业在规模和品牌知名度方面具备一定优势，已经占据了一定的市场份额。与国外知名企业相比，这些国内企业的服务方式更加灵活，能够提供更高性价比的产品，并且在本土市场上具有一定的竞争优势。预计未来，国内测试设备市占率还有较大的提升空间。

2.推动国产存储芯片自主可控，聚焦DRAM测试机及探针卡

AI的长期驱动以及汽车电子、物联网等领域的增长，有望带动存储芯片市场规模的增长。目前我国存储芯片占比仍然较低，但存储芯片厂商正在积极扩产。然而，由于国产存储测试设备仍是空白，实现自主可控的需求十分强烈。精智达作为一家专注于半导体存储器件测试行业的企业，正在采取积极的策略进行布局。他们不仅与UniTest达成了合作伙伴关系，还独立研发了DRAM测试机及探针卡等核心产品。这一战略布局有望使精智达充分受益于国产化趋势，推动国产存储芯片的自主可控进程。

图表：半导体测试设备行业发展趋势

资料来源：智研瞻产业研究院整理