集成電路測試具體包括設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)驗(yàn)證、晶圓制造階段的過程工藝檢測、封裝前的晶圓測試以及封裝后的成品測試,貫穿設(shè)計(jì)、制造、封裝以及應(yīng)用的全過程,在保證芯片性能、提高產(chǎn)業(yè)鏈運(yùn)轉(zhuǎn)效率方面具有重要作用。
IC產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式對比
商業(yè)模式 | 特點(diǎn) | 優(yōu)勢 | 產(chǎn)業(yè)鏈位置 | 代表企業(yè) |
IDM(垂直整合) | 生產(chǎn)流程一體化 | 規(guī)模優(yōu)勢,資源內(nèi)部整合 | —— | Intel、三星 |
垂直分工 | 設(shè)計(jì)、制造、封裝、測試分離,專業(yè)分工 | 研發(fā)投入集中,技術(shù)發(fā)展迅速,產(chǎn)業(yè)群規(guī)模優(yōu)勢明顯,提升芯片生產(chǎn)效率 | 設(shè)計(jì)(Fabless) 制造(Foundry) 封裝 測試 | 高通、ARM、華為海思、臺積電、中芯國際、日月光、長電科技、京元電子 |
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IC測試分類
測試類型 | 產(chǎn)業(yè)鏈位置 | 測試類容 | 測試方法 | 客戶 | 代表廠商 |
設(shè)計(jì)驗(yàn)證 | IC設(shè)計(jì) | 描述、調(diào)試和檢驗(yàn)新的芯片設(shè)計(jì),保證符合規(guī)格要求 | 功能性驗(yàn)證和物理驗(yàn)證 | 設(shè)計(jì)廠商 | —— |
過程工藝 | 晶圓制造 | 為了監(jiān)控工藝,在制作過程的早期(前端)進(jìn)行的產(chǎn)品工藝檢驗(yàn)測試 | 光學(xué)檢測等 | IDM廠商、晶圓代工廠 | 臺灣宜特、閎康 |
控制測試 | |||||
晶圓測試 | 封裝前 | 通過電學(xué)參數(shù)檢測等測試晶圓片上每顆晶粒的有效性,標(biāo)記異常的晶粒,減少后續(xù)封裝和測試的成本 | 電學(xué)參數(shù)檢測 | 設(shè)計(jì)和晶圓代工廠 | 京元電子、利揚(yáng)芯片、華嶺股份 |
成品測試 | 封裝后 | 芯片封裝完成之后,測試芯片的功能實(shí)現(xiàn)以及穩(wěn)定性 | 電學(xué)參數(shù)檢測 | 設(shè)計(jì)和封裝廠 | 京元電子、利揚(yáng)芯片、華嶺股份 |
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IC測試是集成電路生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié),測試的主要目的是保證芯片在惡劣環(huán)境下能完全實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)格書所規(guī)定的功能及性能指標(biāo),每一道測試都會產(chǎn)生一系列的測試數(shù)據(jù),由于測試程序通常是由一系列測試項(xiàng)目組成的,從各個方面對芯片進(jìn)行充分檢測,不僅可以判斷芯片性能是否符合標(biāo)準(zhǔn),是否可以進(jìn)入市場,而且能夠從測試結(jié)果的詳細(xì)數(shù)據(jù)中充分、定量地反映出每顆芯片從結(jié)構(gòu)、功能到電氣特性的各種指標(biāo)。因此,對集成電路進(jìn)行測試可有效提高芯片的成品率以及生產(chǎn)效率。
由IC測試在產(chǎn)業(yè)鏈中的位置和服務(wù)對象可以看出,專業(yè)測試的需求來源于上游的IC設(shè)計(jì)和制造,因此其發(fā)展直接受上游景氣度的影響。近年來國內(nèi)整個IC產(chǎn)業(yè)均發(fā)展迅速,2005~2014年大陸IC設(shè)計(jì)、制造、封測環(huán)節(jié)的復(fù)合增速分別為24%、12%、14%。其中IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域增長最快,每年增速保持著20%以上,2017年國內(nèi)IC設(shè)計(jì)營收達(dá)2073億元,在IC產(chǎn)業(yè)鏈中占比最高,漲幅達(dá)26%。此外,國內(nèi)IC設(shè)計(jì)行業(yè)企業(yè)數(shù)目增加迅速,特別是在2016年,IC設(shè)計(jì)公司較2015年增加了600多家,達(dá)到1362家,2017年增至1380家。
國內(nèi)IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)營收(億元)及增長率
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國內(nèi)IC設(shè)計(jì)企業(yè)數(shù)量變化
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在IC制造方面,國內(nèi)重點(diǎn)投資建設(shè)了大量晶圓廠,并進(jìn)行了產(chǎn)線擴(kuò)充。2017-2020年中國大陸新投產(chǎn)晶圓廠數(shù)量(12座)占全球的41.94%,全球產(chǎn)能占比也逐漸提升,2015年國內(nèi)晶圓廠產(chǎn)能僅占全球的10%左右,2020年有望達(dá)到18%,而到2025年則將達(dá)到22%以上,復(fù)合增速在10%以上。
2015-2025年大陸半導(dǎo)體晶圓廠產(chǎn)能全球占比預(yù)測(折算成8寸晶圓)
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國內(nèi)專業(yè)測試未來的市場空間取決于三個方面:上游IC設(shè)計(jì)和晶圓代工產(chǎn)能擴(kuò)張帶來的增量市場;國內(nèi)測試逐漸成熟后替代境外測試廠商;國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分工明細(xì)后更多設(shè)計(jì)、制造、封裝廠選擇第三方測試。國內(nèi)2017年IC專業(yè)測試潛在市場規(guī)模約為160億元,至2020年可達(dá)300億元。IC專業(yè)測試與IC設(shè)計(jì)企業(yè)息息相關(guān),根據(jù)臺灣工研院的統(tǒng)計(jì),IC專業(yè)測試成本約占到IC設(shè)計(jì)營收的6-8%,據(jù)此推算,國內(nèi)2017年IC專業(yè)測試的潛在市場規(guī)模在160億元左右,至2020年將有望達(dá)到300億元,年復(fù)合增速達(dá)24%。
2017-2020年大陸IC專業(yè)測試潛在市場空間預(yù)測
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整體封測市場方面,目前臺灣、大陸、美國呈現(xiàn)三足鼎立格局,臺灣連續(xù)多年封測市場占全球接近一半,穩(wěn)居第一;國內(nèi)封測產(chǎn)業(yè)經(jīng)過資本并購整合之后,進(jìn)入全球封測第一梯隊(duì),市場份額穩(wěn)居前三,2017年產(chǎn)值達(dá)1890億元,長電科技、天水華天及通富微電進(jìn)入全球前十;美國安靠占據(jù)全球14.98%的市場份額。
2017年封測產(chǎn)業(yè)各公司占比情況
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IC測試貫穿芯片制造的全流程,對保證芯片的性能和穩(wěn)定性意義重大,測試獨(dú)立化不僅有助于其專業(yè)性的提升,更可將芯片設(shè)計(jì)、制造中的存在問題及時分析反饋,減少產(chǎn)能浪費(fèi),有效降低生產(chǎn)成本并提升效率。因此獨(dú)立專業(yè)測試占全球IC測試的比重逐年提升,預(yù)計(jì)2020年將達(dá)到55.4%。
2017年臺灣IC測試產(chǎn)值為319.6億元(47億美元),全球市占率約為70%。其中臺灣的京元電子目前是全球?qū)I(yè)委外檢測的龍頭企業(yè),2017年?duì)I收達(dá)到43.55億元人民幣,凈利潤為4.94億元,市值為72.33億元,占據(jù)臺灣測試市場13.63%的份額,位于全球前十大封測廠中的第八位。
2017年臺灣主要專業(yè)測試廠商營收(億元)
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目前國內(nèi)IC專業(yè)測試企業(yè)主要有兩類。一類是具有國企背景的IC測試公司,擁有資源優(yōu)勢的同時也存在擴(kuò)張動力不足、市場化能力不強(qiáng)的問題,目前規(guī)模增速較為緩慢;另一類是市場化專業(yè)測試廠商,這類企業(yè)直接服務(wù)于國內(nèi)IC設(shè)計(jì)企業(yè),具有較強(qiáng)的市場開拓能力,最近幾年發(fā)展迅速。
IC測試在確保芯片質(zhì)量和提升整個產(chǎn)業(yè)鏈的運(yùn)營效率上有極為重要的作用,在整個產(chǎn)業(yè)細(xì)化分工的趨勢下,IC測試將逐漸走向?qū)I(yè)化、規(guī)?;?。根據(jù)專業(yè)測試上游的景氣態(tài)勢,以及IC設(shè)計(jì)對專業(yè)測試的一個穩(wěn)定需求和對照關(guān)系,我們測算國內(nèi)IC專業(yè)測試的潛在市場空間達(dá)160億元,到2020年有望達(dá)到300億元以上,2017-2020年的復(fù)合增速超過20%。



