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                  文章詳情

                  半導體設備行業深度報告:市場再創新高,國產化替代空間廣闊(四)

                  日期:2022-03-11 20:05
                  瀏覽次數:234
                  摘要: 接上篇文章 1.4.測試與封裝 1.4.1 測試 半導體測試貫穿了半導體整個產業鏈,芯片設計、晶圓制造以及*后的芯片封裝環節都需要進行相應的測試,以保證產品的良率。 芯片設計環節的測試主要是設計商使用測試機、探針臺和分選機對晶圓樣品和芯片封裝樣品的功能和性能進行測試。晶圓制造環節的測試包括晶圓幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析以及電性測試。封裝測試環節主要是通過分選機和測試機對芯片的電性參數及性能等進行測試,以保證出廠后的芯片在性能和壽命方面達到設計標準。 測試環節主要...

                  接上篇文章

                  1.4.測試與封裝

                  1.4.1 測試

                  半導體測試貫穿了半導體整個產業鏈,芯片設計、晶圓制造以及*后的芯片封裝環節都需要進行相應的測試,以保證產品的良率。

                  芯片設計環節的測試主要是設計商使用測試機、探針臺和分選機對晶圓樣品和芯片封裝樣品的功能和性能進行測試。晶圓制造環節的測試包括晶圓幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析以及電性測試。封裝測試環節主要是通過分選機和測試機對芯片的電性參數及性能等進行測試,以保證出廠后的芯片在性能和壽命方面達到設計標準。

                  測試環節主要使用的半導體設備是測試機、分選機和探針臺。測試機是檢測芯片功能和性能的專用設備,測試機對芯片施加輸入信號,采集被檢測芯片的輸出信號與預期值進行比較,判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性。

                  全球測試機市場被愛德萬、泰瑞達和科休壟斷,三者市場占有率分別為50%,40%8%。國內測試機生產商主要有華峰測控和長川科技。華峰測控和長川科技專注于模擬測試機和數字模擬混合測試機,其中華峰測控在國內模擬測試機市占率接近60%。我國測試機市場中占市場主要份額的為存儲測試機和SOC測試機,市場份額分別為43.8%23.5%。

                  探針臺和分選機是將芯片的引腳與測試機的功能模塊連接起來并實現批量自動化測試的專用設備。探針臺用于晶圓加工之后、封裝工藝之前的CP測試環節,負責晶圓的輸送與定位,使晶圓上的晶粒依次與探針接觸并逐個測試。分選機負責將輸入的芯片按照系統設計的取放方式運輸到測試模塊完成電路壓測,在此步驟內分選機依據測試結果對電路進行取舍和分類。

                  半導體探針臺設備行業集中度較高,目前主要由東京精密、東京電子兩家壟斷,兩個公司共計占據全球約70%的市場份額。臺灣惠特、臺灣旺矽等也占有較大的市場份額,特別是在LED探針臺領域具有優勢。國內*大的探針臺生產企業是深圳矽電,長川科技、中電科45所也具備探針臺生產能力。

                  分選機按照系統結構可以分為三大類別,即重力式分選機、轉塔式分選機、平移拾取和放置式分選機。全球分選機市場由愛德萬、科休、愛普生三家企業所壟斷,國內的分選機生產商主要有長川科技。

                  1.4.2.封裝

                  封裝是將芯片在基板上布局、固定及連接,并用可塑性絕緣介質灌封形成電子產品的過程,目的是保護芯片免受損傷,保證芯片的散熱性能,以及實現電能和電信號的傳輸,確保系統正常工作。封裝設備主要有切割減薄設備、引線機、鍵合機、分選測試機等。

                  目前封裝設備主要由國外企業壟斷,全球封裝設備主要由ASM Pacific、K&S、Shin kawa、Besi等國外企業壟斷,國內具備封裝設備制造能力的企業主要有中電科45所、艾科瑞斯和大連佳峰。

                  2.產業格局不斷變化,中國或將成為產業重心

                  2.1 行業進入新一輪上升周期

                  半導體行業每一次進入上升周期都是由下游需求驅動。回顧半導體行業的發展歷史可以看出,每當下游出現技術升級或產品迭代時,市場對于半導體的需求將進入上升周期。在8090年代,家用電器的普及以及計算機在商業領域的滲透推動了行業的成長;90年代到本世紀初,家用電腦及筆記本電腦的普及帶來了行業成長的新動力;2013年到2018年,智能手機和平板電腦等消費電子推動了行業新一輪繁榮,但2019年消費電子的驅動已經出現乏力,半導體行業出現了短暫的回落。

                  新的技術和產品將帶來行業驅動力,半導體行業或將進入上升周期。5G、物聯網、大數據、人工智能以及汽車電子等新技術和新產品的應用,將帶來龐大的半導體市場需求,行業將進入新一輪的上升周期。根據WSTS預測,2020年全球半導體銷售額將達4330億美元,同比增長5.9%,2021年半導體銷售額將達4690億美元,同比增長8.3%。我們預測20222023年半導體市場將繼續增長,2023年全球市場規模將達到5010億美元。

                  2.2 全球產業轉移,中國市場高速成長

                  半導體經歷過兩次大的產業轉移。半導體產業于20世紀60年代發源于美國,美國作為半導體發源地,在產品和技術方面一直保持著全球優越水平。**次轉移發生于20世紀80年代,美國將技術和利潤較低的封測剝離,轉移到日本地區,日本借助美國的技術支持,逐步完善半導體產業,并在PC和家電等領域趕超,造就了日本東芝和日本日立等知名企業。**次是20世紀90年代,隨著PC產業升級,DRAM技術不斷提升,而日本由于經濟危機無法支撐產業發展,韓國借此機會對DRAM技術和產能不斷投入,確立了其在PC半導體領域的地位。中國臺灣把握住了美日半導體從IDM模式轉向垂直分工模式的機會,大力發展了以臺積電為代表的晶圓代工產業,在產業鏈占據了重要的位置。

                  半導體產業正在進行第三次產業轉移。中國是全球*大的半導體消費市場,同時也是全球*大的半導體進口國,龐大的市場需求為半導體產業發展提供了前提。2010年以來,中國一方面憑借低勞動力成本的優勢,一方面不斷引進半導體產業先進技術,同時加大半導體產業人才培養,逐步承接了半導體低端封測和晶圓制造業務,完成了半導體產業的原始積累。隨著全球電子化進程的開展,下游產業快速發展,不斷推動中國半導體產業持續興旺。

                  2019年我國半導體銷售額約占全球市場的35%。在過去十年的半導體景氣周期中,以手機為主的消費電子成為半導體行業發展的主要驅動因素,中國在經濟高速發展和巨大的人口基數作用下,成為全球**大消費電子市場。據全球半導體貿易統計組織數據,2014~2019年中國占全球半導體消費市場的份額逐年提升中國,2019年半導體銷售額達到1441億美元,占全球市場份額的35%。隨著5G、汽車電子等下游應用在中國迅速興起,中國將有望成為全球半導體市場的重心。

                  中國半導體市場仍舊存在供需錯配。雖然中國已經成為全球*大的半導體消費國,但中國的半導體生產能力還遠遠不能匹配中國市場的巨大需求,晶圓產能仍舊有待提升。當前半導體產業仍舊由外資主導,無論是半導體設計還是半導體制造,中國企業的市占率仍舊很低。從晶圓制造產能來看,全球TOP5晶圓制造商均為外資企業,占據了全球超過50%的產能份額。

                  中國大陸封測產業已經具備一定實力。中國憑借低廉的勞動力,首先承接了對勞動力需求較大技術要求較低的半導體封測業務。目前,中國大陸封測環節在全球已經具備一定的競爭力,根據拓墣產業研究院數據,2020年第三季度全球前十大封測企業中,中國大陸企業長電科技、通富微電和華天科技分別位列3、6、7名。

                  2020年我國芯片設計行業銷售額**突破500億美元。2020年雖然行業受到了新冠疫情的影響,但我國芯片設計行業仍舊保持了較快的增長態勢,2020年全行業設計企業數量為2218家,同比增長24.6%。從銷售收入來看,全行業銷售預計為3819.4億元,同比增長23.8%,按照美元與人民幣1:6.8的兌換率,全年銷售約為561.7億美元,**超過500億美元。

                  我國晶圓代工發展迅速,中芯國際和華宏半導體已進入全球前十。我國封測行業逐漸進入成熟階段,晶圓代工正在快速崛起,涌現出了中芯國際和華宏半導體等具備發展潛力的晶圓代工企業。根據拓墣產業研究院*新預測,2020第四季度全球晶圓代工營收排行中,中芯國際和華宏半導體分別位列第5名和第9名。同時,我國正在尋求IC制造方面的突破,中國大陸正迎來投資建廠熱潮,這將為半導體設備帶來廣闊的市場空間。

                  半導體設備對于行業發展至關重要。當前我國半導體設備依舊高度依賴于海外企業,并且在核心技術和零部件上受到一定的限制。半導體設備涉及數學、物理、化學、光學、力學等多個基礎學科,技術壁壘高,研發難度大周期長,是整個產業中*關鍵的環節之一。半導體設備直接關系芯片設計能否落成實物,產品可靠性和良率能否達到設計標準,國內行業是否能夠參與全球競爭。因此要實現我國半導體產業鏈的自主可控,半導體設備至關重要。

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