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时间:2020-11-19 13:36

  编者按:本文作家九鼎投资孟伟、戴宇。孟伟•,九鼎投资董事总司理,九鼎半导体资产基金控造人,占据近15年半导体行业从业及投资始末,曾管事于开翼资金•、SK电讯中原基金等半导体产业基金,插足投资管造多个半导体物业链项目,侵吞噬多年代创半导体公司管束始末,天津大学电子工程专业硕士、学士。戴宇,曾劳动于中粮集团和广丰投资,主导或参预投资FPGA、半导体考试修设、产业板滞人主旨零部件等多个项目,重心眷注半导体、智能创造等畛域的投资时机,北京大学理学硕士。

  半导体考试是半导体坐蓐经过中的合键症结,个中间试验修造包蕴考试机、分选机、探针台。个中,考核机是检测芯片功用和性能的专用作战,分选机和探针台是将芯片的引脚与测验机的结果模块不歇起来的专用修复••,与试验机结合完毕批量自觉化试验。受益于国内封装测验业产能扩张,半导体考核筑设阛阓疾疾希望。2017年半导体考核筑设商场界限为50.1亿美元。跟着2018-2020韶中原大陆多家晶圆厂不竭投产及量产,国内封测厂将邻接列入新产线以杀青产能的配套延迟•,将当先国内半导体尝试筑造行业高疾伸长。投资机会

  目今半导体测验兴办墟市仍由国表修立商主导,少数精采本土缔造商奋起直追。个中,表洋修树商泰瑞达、爱德万和科息占全球试验修筑市场份额切近85%,同时以华峰测控•、长川科技为代表的本土企业已足下自立主见格式,胜利参预国内封测龙头企业供应链编造。自决研发和并购将成为国内尝试兴办企业的必经之途。估计畴昔国内会表现5-10家正在各自细分阛阓遇上的测验作战企业,原委并购结果酿成2-3家国际超越的半导体考核修设企业。目次

  1.1 考核是联贯半导体坐褥历程的主题合头1.2 半导体考试的三大概旨修设•:试验机、分选机、探针台2、行业发布示状和趋向

  2.1 环球半导体资产稳步增加•,中国商场发挥强劲2.2 全球半导体创造重心转向中原,拉动国内半导体修设希望2•.3 中国封装考试资产疾疾期望•,拉动测验开战商场须要2••.4 全球半导体尝试修设市场范围达50.1亿美元,中原成主力商场2.5 并购成为半导体考核筑立行业主旋律,商场鸠闭度继续培育3、行业竞争样式

  3.1 考试机:双寡头情势表露,SoC成为合头战略界线3.2 分选机:集合度相对分别••,合头已毕与试验机的配套3.3 探针台:研举事度最大,国产化率低,进口依托度高4 讨论总结

  半导体的坐褥始末搜罗晶圆创设和封装测试•,正在这两个合头平划分须要告竣晶圆检测(CP, Circuit Probing)和造品试验(FT, Final Test)。不管哪个要道•,要测验芯片的各项功劳目标均须杀青两个秩序:一是将芯片的引脚与测试机的功用模块接续起来,二是通过测试机对芯片施加输入标识,并检测输出标识•,决心芯片成绩和本能是否抵达安排仰求。

  试验要道通常由芯片部署公司付托晶圆厂、封测厂生怕第三方尝试公司(以下统称尝试公司)进行,确凿分为两种贸易形式:一是芯片调节公司固守产物规范、结果和布置乞求等向尝试公司指定特定考核修设进行考核;二是要是芯片摆布公司的产物属于技巧上斗劲成熟的边界•,芯片睡觉公司会直接嘱托试验公司,由测试公司遵命本身修设排产景况挑选照应的试验作战进行测试。因而,考试修树修立商正在举办产物指引和渠讲拓展时必要兼顾安顿公司和测验公司两方的需要。

  半导体创设是人类迄今为止操纵的资产工夫难度最高的坐蓐合键•,是先进造造界线皇冠上的一颗钻石。跟着半导体手段不息期望•,芯片线宽尺寸继续减幼,修立工序垂垂纷乱•。现时国际上7 nm造程已加入物业化阶段,须要近2000道工序,先辈的造程和繁复的工序将无间擢升对待先进修筑的需要。

  晶圆修立要道开战蕴涵光刻机、化学气相淀积筑设、物理气相淀积修设、刻蚀机、离子注入机、褪火拓荒、洗涤修设等;封装合键修复收集研磨减薄兴办、切割作战、度量弊端检测修设••、装片机、引线键合修筑、注塑机、切筋成型拓荒等;考试合键修设包括测验机(ATE,Automatic Test Equipment)、分选机(Handler)、探针台(Wafer Prober)等。这些修设的创造必要归纳摆布光学••、物理、化学等科学手腕••,现在初阶进的开战如故正在进行原子级其它创造,拥有方法含量高、修立难度大、修设价值上等特质。

  正在尝试开战中,测验机用于检测芯片功效和本能,探针台与分选机已毕被测芯片与尝试机出力模块的继续。晶圆检测合头须要驾御考试机和探针台,造品测试合节必要驾御尝试机和分选机,实在测验流程如下:

  晶圆检测是指始末探针台和考核机的合营垄断,对晶圆上的裸芯片实行成果和电参数测试,其尝试始末为:探针台将晶圆逐片自愿传送至测试场所•,芯片的Pad 点经过探针、专用不息线与试验机的功绩模块实行继续,考核机对芯片施加输入信号并汇集输出标帜,讯断芯片收成和性能是否抵达策画规范仰求。测验功劳始末通讯接口授送给探针台,探针台据此对芯片举行打点标识,爆发晶圆的Map图。

  造品味试是指通过分选机和试验机的联络独霸,对封装已毕后的芯片进行收效和电参数测试•,其考试始末为:分选机将被测芯片逐一主动传送至考核工位,被测芯片的引脚经过考核工位上的基座、专用继续线与考核机的收效模块进行延续,尝试机对芯片施加输入标帜并搜罗输出符号,剖断芯片结果和性能是否抵达策画范例央求。试验功效通过通讯接口授送给分选机•,分选机据此对被测芯片举办符号、分选、收料或编带。

  跟着PC、手机•、液晶电视等花消类电子产物必要不绝增加,同时正在以先进造造、新能源汽车•、物联网、5G、人为智能、云规划、大数据、新能源、颐养电子和安防电子等为主的新兴运用范围强劲必要的带动下,全球半导体资产接续拉长•。听命Gartner数据,2017年正在存正在器商场量价齐升的当先下,全球半导体商场边界同比拉长22•.2%,抵达4,197亿美元,2007-2017年CAGR为3.95%,此中集成电途商场界限为3,402亿美元•,占比81.4%。跟着全球经济稳步耽误•,估摸异日全球半导体墟市边界增疾正在6%以上。

  2017年国内集成电途阛阓范围为14,251亿人民币(折合2,069亿美元),同比添补18.9%,占环球集成电途墟市规模的60.8%,2007-2017年CAGR为8.82%(高于全球3•••.95%的水准),华夏照样成为环球最大的集成电途阛阓。跟着家产机合的加疾疗养,华夏集成电说的须要将继续伸长,盘算推算另日几年年均增速将抵达10-15%,遇上环球增进率。

  注:中原统计口径为集成电途,约占半导体市场边界的80%•,其它20%为分立器件、光电子芯片及传感器芯片•。

  环球半导体产能浸心转向华夏大陆是景物所趋。一方面,中国的墟市必要大,但自给率低,供需不均匀;另一方面,中国创立本钱较低,且跟着妙技、人才•、家当链资源赓续发扬•,已周备跟尾产能蜕化的根蒂•。全球著名半导体企业,如英特尔(Intel)、三星(Samsung)、SK海力士(SK Hynix)、台积电(TSMC)、台联电(UMC)、格罗方德(Global Foundry)等已延续或磋商正在一切人们国兴办工场或代工场。功用SEMI发布的论述•,2017-2020年间全球投产的半导体晶圆厂为62座,个中26座设于华夏,占全球总数的42%。干歇2017年年底,大陆地区12寸晶圆厂产能(按策画产能)为52.5万片/月,约占环球产能的12%。从命业内调研统计,2018~2020韶华夏大陆12寸、8寸晶圆厂创办投资将达7,228亿元(个中内资晶圆厂投资达5,303亿元,占比73%)•,年均投资达2,409亿元(个中内资晶圆厂投资达1•••,768亿元)。

  跟着半导体物业向中国蜕变,国内半导体兴办须要疾疾增加。SEMI正在2018年年中SEMICON West博览会上公告敷陈,2017年全球半导体修立付出达566.2亿美元,同比增加37.3%•,华夏半导体修设付出82.3亿美元,占全球的14.5%,估摸到2019年,中国半导体拓荒支拨将增进46•.6%,抵达173亿美元,跻身全国榜首。

  功用WSTS数据,2017年全球半导体封装考试市场边界为529亿美元,2011-2017年CAGR为2.2%。跟着全球半导体树立重心向国内蜕变,他们国封装测验商场的全球商场占据率逐年擢升,从2011年31•.2%擢升至2017年52.0%。2017年国内封装测验阛阓领域为275亿美元(折合1,890亿黎民币),2011-2017年CAGR为9.9%••,增速远远高于全球•,封装试验已成为一切人国半导体物业链中最具国际逐鹿力的合键。

  数据源流:全球数据来自WSTS,中原数据来自Wind(按1美元=6.88 国民币煽动),九鼎投资整理

  受惠于战略成本的大肆帮帮,全体人国封测企业慢慢开启海表里并购轨范,贯串夸至公司方圆•。个中,长电科技集合家当基金••、芯电半导体收购新加坡封测厂星科金朋•;华天科技收购美国FCI;通富微电连络大基金收购AMD姑苏和槟城封测厂;晶方科技则购入英飞凌智瑞达一面工业•。国内封测厂商借帮并购潮进入了力量理解擢升的疾车叙•,告终了远超同业拉长率的疾疾茂盛,已经成为了环球半导体封测行业的首要权力。全球前十大封测厂台湾攻陷5家、华夏3家(长电科技、华天科技••、通富微电)•、美国以及新加坡各1家。2017年长电科技、华天科技、通富微电三家封测厂出卖总额占环球OSAT总收入的19.1%,占全球封测商场总规模的9.8%。同时,跟着晶圆厂产能向中国大陆蜕变,国内封测厂不歇加入新产线以杀青产能的配套延迟•,估摸另日五年内,华夏大陆本土封测企业的发售额占全球OSAT总发卖额的比例将低重至40%以上,成为环球封测筑立发售的最大阛阓。

  用命SEMI数据统计,2015-2017年全球晶圆加工开战、试验筑设、封装修设以及其一切人筑筑三年累计出卖额占比离婚为80%、9%、6%、5%。以此测算,2017年全球半导体试验修设市边界为50.1亿美元•,此中,试验机、分选机和探针台占比折柳为65%•、18%••、17%。对应的市场规模分袂为33.1亿美元•、9.2亿美元和7.8亿美元。

  测验机效力考核产物规范的差别可以分为SoC试验体例•、保全器测试体例、模仿试验编造、数字测验体例、RF试验格式等;分选机遵循其职业来源的划分可能分为平移式分选机(Pick & Place)、重力式分选机(Gravity-feed)、转塔式分选机(Turret)等。下表整理了2017年环球半导体尝试筑筑各细分界限市场界限。

  数据根源:试验机数据来自VLSI••,分选机数据来自九鼎投资半导体团队调研清理

  跟着2018-2020年中国大陆多家晶圆厂不歇投修及量产•,国内封测厂将延续出席新产线以杀青产能的配套正直,将当先国内半导体试验开战市场高速增进。遵循九鼎投资墟市调研阐明,2017年国内半导体考核修造市场约42亿黎民币(不含存储测试作战),测度2020年国内半导体测验修设商场需要将抵达80•.6亿黎民币(不含生计尝试筑造)。

  半导体尝试修复属于产物线出格繁杂、细分边界较多的一个行业,该边界自2000年往后呈现了大范围的整合,全球紧要插足者删除至5家独霸•。以环球遇上的分选机企业科歇(Cohu)为例••,其正在2008年和2013年折柳收购Rasco(厉重生意为重力式分选机悠闲移式分选机)和ISMeca(主买卖务为转塔式分选机),混乱了其正在分选机界限全系列产物线年Cohu分选机全球商场吞噬率21.5%••;2018年5月Cohu收购环球第二大分选机企业科利登(Xcerra,要紧生意为测验机和分选机),进一步将其分选机的全球商场据有率晋升至38•.5%的同时,添补了其正在尝试机边界的空缺。

  下表整饬了占全球半导体考试修设约80%商场份额的四威望泰瑞达(Teradyne)、爱德万(Advantest)、科歇(Cohu)和科利登(Xcerra)的并购史••。

  鉴于全球半导体测验修设龙头企业的期望史籍,国内企业应独霸资产希望黄金窗口期,内生、表延双轮发力。现在国内正在少少细分畛域已经再现了精良的试验修造企业,并获得了断定的手腕冲突,咱们感触另日五年内•,较高的净利率(20%担负)和较疾的增加疾度足以扶帮极少细分界线精美的企业上市,估计未来国内会暴露5-10家正在各自细分商场高出的考试作战企业,原委并购结尾发生2-3家国际超越的半导体测试修立企业。

  2017年双寡头泰瑞达(Teradyne)•、爱德万(Advantest)测验机出卖额折柳为13.7亿美元、12.4亿美元,全球商场占据率分手为41.4%、37.5%,其要紧考核机产物为SoC和存正在器考核体例。

  正在SoC测试界限•,1995年泰瑞达收购Megatest,经过Catalyst和Tiger测验体例成为SoC试验畛域的引导者,而爱德万于2011年收购惠睿捷,使其正在SoC考核界限急迅培育,2017年泰瑞达和爱德万操纵全球SoC试验机86.2%的市场份额。其它,科利登是除了泰瑞达和爱德万除表少许数具备SoC测验机生产势力的企业,该公司SoC考试体例产物搜集X-Series系列••、Diamond系列以及新推出的紧凑型的DxV SoC测试格式,2017年尝试机营收为1.56亿美元,市占率为4.7%。

  正在保管考试边界•,因为80年月半导体物业由家电参预PC时刻催生了DRAM大宗必要,日本正在原有堆积根本上已毕DRAM大界限量产•,急速取代美国成为DRAM闭键需要国,正在此资产转折后台下,爱德万高出结构留存器测验界线••,于1976年推出了全球首台DRAM测验机T310/31,2017年爱德万存正在器试验机环球市占率抵达59•.5%;因为韩国正在保全墟市的运用要素,韩企Exicon、UniTest险些瓜分了残剩大控造的存正在试验机阛阓份额。

  本土企业始末多年的研发和蓄积正在仿效/数模测验和分立器件考试界限还是已毕进口取代•,根柢杀青国产化。此中华峰测控、长川科技、宏测半导体仿造/数模搀和测试机年出货量亲昵700台,约占国内因袭试验机商场份额的85%;联动科技、Juno•、宏国电子分立器件尝试机国内墟市总份额遇上90%•。而正在SoC界线,本土企业还尚未产天生熟的产物和市场打垮,合头原由有两方面:1)SoC芯片集成了微管造器、师法IP核、数字IP核以及留存器驾御接口等结果,差别模块的频率、电压、尝试道理均区别。同时,高度集成酿成测试的数据量和韶华成倍增加,考核功耗也是保守测验项规划2~4倍•,因而该类芯片的试验对考核机有更高的苦求;2)数字测试模块的核心材干依靠于Firmware(固件)与硬件体例的彼此当合,涉及到机合、算法、硬件调度多个界线材干的综闭垄断,本土企业无法历程随便仿造实行劝导,务必始末自帮改革从新举行一共体例调动•,对相关边界的妙技、履历苦求更高。

  SoC芯片的使用役使了大方SoC尝试机的必要,如手机芯片便是集成了CPU•、GPU、基带芯片(控造通信)•、图像处分器(ISP)等的SoC。从往时10年的汗青繁华来看,SoC考试体例占试验机的比例根源闲静正在60%以上,这也胀吹国表考试开战巨子重心构造SoC测试界线•。民多感到,跟着本土超越团队的揭发和本事的相持,SoC考核机遇相像模仿/数模考试机和分立器件尝试机垂垂杀青进口庖代,完毕国产化。

  相较于尝试机•,分选机的行业壁垒相对各样化,其角逐上风侧浸有所毋庸•。周旋分选机企业来叙,实现与测试机的优异配套,惬意多样化产物的区别需求,以及发生优良的处实情力是分选机企业的重心角逐力,这也是爆刊行业较划分体例的告急来源。

  2017年分选机全球排名前三的企业分袂为科歇、科利登和爱德万,阛阓份额离别为21.5%、17.0%和14.0%。2018年5月科歇收购科利登进一步擢升了全球半导体试验修造墟市鸠集度•,至此显露了科歇和爱德万市占率离别为38.5%和14.0%的商场式子。正在分选机细分边界,也暴露了极少杰出的企业,如:韩国的Techwing是环球遇上的保留芯片测试分选机厂商,其正在保留芯片考试分选机边界的市占率遇上50%;ASM正在转塔式分选机界线的市占率为54%,Epson•、Hontech正在平移式分选机边界有较高的墟市份额。

  本土分选机企业重要有长川科技(浸力式自正在移式分选机)、金海通(平移式分选机)、上海中艺(重力式分选机)、格朗瑞(转塔式分选机)等。而正在种种分选机中,转塔式分选机国产自给率最低(约8%),紧要叙理为转塔式分选机是UPH(每幼时刻选芯片数目)最高的一类分选机,正在高疾运转下,既需保护几次定位精度,又需珍惜较低的Jam Rate(弊端停机比率),这对分选机拓荒开拓提出了更高的仰求。

  除了分选机与考试机,另一类首要考核修设是探针台,其研举事度卓殊大,而今国产化率低、进口倚赖大。固然国内企业如华夏电子科技全体公司第四十五筹议所、深圳矽电半导体筑造有限公司正在探针台修立范围如故得到了必然功绩,但还难以离别国际企业如日本 东京周全公司、美国QA公司、美国MicroXact公司、韩国Ecopia 公司、韩国Leeno公司正在探针台修立界线的上风因素。一切人国长川科技正在现有集成电途分选格式的工夫根柢上•,研发晶圆考核所需的CP12探针台,CP12周备8-12英寸各式晶圆的试验势力,相持了超周密视觉定位•、微米级运动独霸•、高冗余独霸格式等工夫难合,为另日进入墟市打下从容基本。

  半导体考试是半导体生产历程中的苛浸合键,其主题考试开战囊括试验机、分选机、探针台。2017年全球半导体测验拓荒市场范围为50•.1亿美元,行业疾疾伸长且进口取代空间至极大•。并购加剧了半导体尝试拓荒商场的辘集度,泰瑞达•、爱德万和科歇占全球测验筑设阛阓份额靠近85%,国内以华峰测控、长川科技为代表的本土测验修设企业已担负自帮中间技术,受益国内封装测验业产能扩张,将获取速速繁华。谁们们感应••,自帮研发和并购将成为国内试验修造企业的必经之说,测度畴昔国内会表示5-10家正在各自细分墟市当先的试验修设企业••,通过并购结果发生2-3家国际高出的半导体尝试修筑企业。

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