在半導體設(shè)計、制造、封裝中的各個環(huán)節(jié)都要進行反復多次的檢測、測試以確保產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制和上市時間。

測試機，也叫半導體測試設(shè)備或自動測試設(shè)備（ATE），是一種檢測芯片功能和性能的電子測量儀器。測試半導體器件的電路功能、電性能參數(shù)，具體涵蓋直流參數(shù)（電壓、電流）、交流參數(shù)（時間、占空比、總諧波失真、頻率等）、功能測試等。測試機技術(shù)壁壘高，尤其是客戶對于集成電路測試在測試功能模塊、測試精度、響應(yīng)速度、應(yīng)用程序定制化、平臺可延展性以及測試數(shù)據(jù)的存儲、采集和分析等方面提出越來越高的要求。

測試機分類 圖源：東吳證券研究所

| 測試機分類及工作

根據(jù)測試類型的不同，測試機又細分為模擬測試機、SoC測試機、存儲測試機和RF等測試機。技術(shù)難度和單臺價值由高到低是SoC測試機、存儲器測試機、模擬測試機。這些測試用在晶圓測試和封裝測試。

· 所有后道檢測設(shè)備中，測試機占據(jù)最大市場規(guī)模。根據(jù)SEMI2020年的統(tǒng)計，在所有檢測設(shè)備中，測試機占比63.1%，分選機和探針臺占比為17.4%和15.2%，其他設(shè)備占4.3%。圖源：矽電股份、SEMI

晶圓測試，是在探針臺與測試機的配合使用完成對晶圓上的裸芯片進行功能和電參數(shù)測試。測試機需要完成過程中的連接和判斷：

連接：芯片的端點通過探針、專用連接線與測試機的功能模塊進行連接。判斷：測試機對芯片施加輸入信號并采集輸出信號，判斷芯片功能和性能是否達到設(shè)計規(guī)范要求。芯片成品測試，是指通過分選機和測試機的配合使用，對封裝完成后的芯片進行功能和電參數(shù)測試：

連接：被測芯片的引腳通過測試工位上的基座、專用連接線與測試機的功能模塊進行連接。判斷：測試機對芯片施加輸入信號并采集輸出信號，判斷芯片功能和性能是否達到設(shè)計規(guī)范要求。· 圖源：偉測科技

| 自動化測試設(shè)備 (ATE) 簡介

世界上第一臺ATE設(shè)備誕生于1961年的泰瑞達。伴隨芯片進入批量化生產(chǎn)階段，自動測試設(shè)備（ATE）已成為半導體測試的必然趨勢。

自動測試設(shè)備 (ATE) 是一種測試工具，用于同時在一個或多個設(shè)備上運行一個測試或一系列測試。半導體、設(shè)備和電子產(chǎn)品的測試是 ATE 測試儀的眾多應(yīng)用之一。

ATE 系統(tǒng)可以想象成一個盒子，其中包含由 PC 或工作站管理的極其復雜的電子計量和激勵設(shè)備。該處理器調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)到設(shè)備的傳輸以進行配置和刺激信號的產(chǎn)生。此外，它還收集和評估 ATE 系統(tǒng)硬件記錄和評估的信息。

通過現(xiàn)代化和優(yōu)化以前手動的測試工具、方法和操作，ATE 系統(tǒng)減少了測試時間并為企業(yè)節(jié)省了大量資金。通過消除極不一致的操作員干預(yù)，自動化確保了測試和周期時間的一致性。

| 測試機新的挑戰(zhàn)

先進制程的發(fā)展、芯片的微縮技術(shù)、封裝技術(shù)以及越來越苛刻的認證共同驅(qū)動了測試設(shè)備的新方向、新要求。

先進制程向3nm及以下推進，測試機需要足夠多的資源和密度、越來越深的SCAN數(shù)據(jù)處理；為了測試Chiple超大規(guī)模的晶體管，測試機需要有足夠的測試資源以及足夠快的測試速度。系統(tǒng)級封裝復雜芯片為測試機帶來了挑戰(zhàn)，越來越苛刻的驗證標準對測試精度提出了要求。此外，還要求大電流、低電壓，這主要作用在數(shù)字芯片上。

· 圖源：硬核芯時代

| 測試機全球市場

2022年半導體測試設(shè)備銷售額是76億美元，全球測試機市場規(guī)模達55億美元。測試機類型中，SoC、存儲和模擬是主要產(chǎn)品。數(shù)字測試相關(guān)的存儲、復雜SoC測試市場高達26.6億美元，是模擬類測試市場的4.2倍。測試機市場伴隨半導體兩年一次的周期，2022-23年周期調(diào)整結(jié)束之后，2024年開始上揚。

據(jù) SEMI 統(tǒng)計，愛德萬、泰瑞達、科休依托在全球范圍內(nèi)與眾多半導體供應(yīng)商建立牢固的合作伙伴關(guān)系，測試機長期處于市場領(lǐng)先的地位，合計份額超過 90%；這三家企業(yè)產(chǎn)品線齊全，IDM 到無晶圓廠、代工和 OSAT 公司，以及大學和研究機構(gòu)無不用到他們的測試機。愛德萬T2000、V93000以及泰瑞達UltraFLEX系列的SoC測試系統(tǒng)代表了目前的高端測試機產(chǎn)品。國內(nèi)擁有測試業(yè)務(wù)的企業(yè)主要進口這兩家為主。

· 圖源：科休半導體

由于模擬測試機難度低，國產(chǎn)率超90%。但數(shù)字測試機難度大，基本還是國外壟斷。從國內(nèi)來市場來看，2022年國內(nèi)測試設(shè)備市場依然由海外制造商主導。但包括部分國內(nèi)設(shè)備廠商取得持續(xù)性突破。在模擬/混合電路測試和分立器件測試領(lǐng)域逐步實現(xiàn)進口替代，國產(chǎn)化率較高，但在占據(jù)后道測試設(shè)備主要需求的高端測試機領(lǐng)域總體實力尚且薄弱，大部分國內(nèi)廠商缺乏高端測試機量產(chǎn)能。

綜合2022年的市占率表現(xiàn)，國產(chǎn)SoC測試機、存儲器測試機、RF測試機分別占比為15%、10%、5%左右，2022年我國集成電路測試設(shè)備自給率尚處于低位。

| 兩大巨頭引領(lǐng)測試機創(chuàng)新方向

泰瑞達（美國）與愛德萬（日本）通過幾十年的全球并購和推陳出新成為全球測試機領(lǐng)域的全能、高端的雙巨頭，其中泰瑞達在 SoC 測試機領(lǐng)域更有優(yōu)勢，愛德萬在存儲器測試機上更勝一籌，可以看出攻克SoC測試機是公司做大做強的最重要產(chǎn)品路徑之一。

泰瑞達擁有完整半導體測試解決方案組合，其半導體測試產(chǎn)品專用于滿足獨立集成電路、片上系統(tǒng)和系統(tǒng)級封裝設(shè)備開發(fā)人員和制造商的需求。涉及半導體的測試服務(wù)包含數(shù)字/混合信號、無線測試、存儲、系統(tǒng)級測試以及汽車電子相關(guān)線性電源測試。產(chǎn)品有針對高效率、低成本測試的J750Ex-HD 系列，專注于圖像傳感器測試領(lǐng)域的IP750Ex-HD 系列平臺，專注于SoC設(shè)備測試平臺UltraFLEXplus，測試系統(tǒng)專為高性能數(shù)字化和 SoC 而改進的UltraFLEX。目前UltraFLEXplus是行業(yè)有且僅有的兩款3nm測試產(chǎn)品的首發(fā)試量產(chǎn)平臺，也是目前行業(yè)內(nèi)5nm最高并測數(shù)的量產(chǎn)測試方案，更是業(yè)界首款serial scan量產(chǎn)測試解決方案。在3納米、5納米以及7納米的測試市場，泰瑞達擁有75%的市占率。2022年半導體業(yè)務(wù)營收同比增長4.6%。

· UltraFLEXplus 將新的板卡和軟件功能融入革命性的測試設(shè)備架構(gòu)中，并利用 UltraFLEX 過去 15 年累積開發(fā)的測試 IP，帶來產(chǎn)能和工程效率的跨越式的改善。

Advantest主營業(yè)務(wù)可分為半導體測試、系統(tǒng)測試、無線測試和工業(yè)自動化，其中半導體測試包括晶圓層面的測試和器件封裝測試。半導體和組件測試系統(tǒng)是Advantest最重要的部門，廣泛的產(chǎn)品組合是其競爭力的關(guān)鍵，能夠響應(yīng)各種各樣的半導體測試需求和不同的客戶要求。Advantest 為各種半導體和測試需求提供解決方案，從 SoC 和內(nèi)存，到研發(fā)評估和系統(tǒng)級測試：用于 SoC 測試的V93000、T2000，用于顯示驅(qū)動器 IC 的T6391，用于 DRAM/NAND 測試 T5835，用于高速 DRAM 測試的T5503HS2，以及系統(tǒng)級測試的MPT3000HVM、ATS503x等。2022年半導體業(yè)務(wù)營收同比下降21.3%。

· V93000 單一可擴展平臺提供了從最小的 A 級到最大的 L 級的全系列兼容測試儀類別，可最大限度地提高客戶測試的投資回報率。

| 國產(chǎn)測試機迅速成長

華峰測控是國內(nèi)半導體測試機龍頭，為國內(nèi)前三大半導體封測廠商模擬混合測試機領(lǐng)域主力測試設(shè)備供應(yīng)商，并進入了國際封測市場供應(yīng)商體系。

公司始終聚焦于模擬和混合信號測試設(shè)備領(lǐng)域，擁有一體化、高引腳、多通道、多站點式的測試設(shè)備，如模擬IC測試系統(tǒng)—STS8200、模擬/混合IC測試系統(tǒng)—STS8300、分立器件測試與功率模塊測試方案。在產(chǎn)品布局上對標泰瑞達，應(yīng)用不斷擴大。在維持模擬測試機領(lǐng)先性的同時，拓展新品SoC/GaN測試機，成長空間持續(xù)打開。2022年公司實現(xiàn)營收10.71億元，同比增長21.89%;。截止2022年底，公司的測試設(shè)備全球裝機量已突破5600臺。

· 圖源：華峰測控

長川科技是國內(nèi)SoC測試機的龍頭，客戶覆蓋了國內(nèi)龍頭IC設(shè)計公司和最主要的封裝、IDM廠商，逐漸向高端SoC測試機、數(shù)字測試機業(yè)務(wù)拓展的全平臺布局。測試機既包括模擬/數(shù)模混合測試機（CTA8280、8290D等系列）、大功率測試機（CTT系列），又包括SoC測試機（D9000），可適用于各類模擬電路和功率器件的電性能測試；其中D9000為首款國產(chǎn)SoC測試機，技術(shù)已經(jīng)達到國外主流級別，在定位和性能參數(shù)上對標泰瑞達Flex測試平臺，2019年試產(chǎn)、2022年大規(guī)模量產(chǎn)，逐步實現(xiàn)進口替代。公司前瞻性布局多年，有望打開廣闊的存儲/SoC測試空間。2022年公司實現(xiàn)營收25.77億元，同比+70.49%。測試機實現(xiàn)收入11.16億元，同比+128.18%，成為公司營收增長的最大驅(qū)動力。

華興源創(chuàng)是行業(yè)優(yōu)秀的工業(yè)檢測設(shè)備與整線檢測系統(tǒng)解決方案提供商，其半導體事業(yè)部圍繞半導體產(chǎn)業(yè)鏈，以檢測設(shè)備為核心業(yè)務(wù)，同時對半導體其他先進制程設(shè)備做未來戰(zhàn)略布局。測試機系列產(chǎn)品有TS1800射頻芯片測試機、T7600系列SoC數(shù)字測試機、PXle平臺測試設(shè)備、E06CIS圖像傳感器測試機。2022年實現(xiàn)營收23.2億元，同比增長14.84%，測試業(yè)務(wù)增長16.70億，占比71.97%。

悅芯科技為躋身全球優(yōu)秀ATE供應(yīng)商行列而竭力前行。公司開發(fā)量產(chǎn)的SOC測試設(shè)備T800和正在開發(fā)驗證的存儲器測試設(shè)備TM8000填補國產(chǎn)高端集成電路自動化測試設(shè)備領(lǐng)域的空白；T800 SOC測試設(shè)備正不斷系列化并快速地占領(lǐng)國內(nèi)市場。

精測電子目前公司在半導體測試領(lǐng)域的布局已基本完成，公司與韓國IT&T合資設(shè)立的武漢精鴻電子技術(shù)有限公司主要聚焦自動檢測設(shè)備領(lǐng)域(主要產(chǎn)品是存儲芯片測試設(shè)備)，目前已實現(xiàn)小批量的訂單。

南京派格測控科技有限公司是一家致力于半導體測試行業(yè)的產(chǎn)品開發(fā)、銷售和服務(wù)的高新技術(shù)企業(yè)。專業(yè)的團隊為客戶提供優(yōu)質(zhì)的、完整的測試技術(shù)解決方案和服務(wù)，包括：射頻前端測試系統(tǒng)、AD/DA測試系統(tǒng)、TR組件測試系統(tǒng)等。

南京宏泰科技是一家專業(yè)研發(fā)半導體集成電路測試設(shè)備并提供測試解決方案的高新技術(shù)企業(yè)。產(chǎn)品有混合信號集成電路（MS8000、MS7050），模擬電路與功率半導體半導體自動化測試設(shè)備。

上海御渡半導體科技有限公司是一家從事研發(fā)設(shè)計，制造，銷售，和服務(wù)與集成電路測試設(shè)備等、相關(guān)產(chǎn)品的高科技企業(yè)。御渡系列產(chǎn)品填補了中國集成電路中高端測試設(shè)備領(lǐng)域的空白。有SOC & Memory測試系統(tǒng)定制化ATE全流程定制服務(wù)。聯(lián)合測試產(chǎn)業(yè)鏈各層級開出具有自主知識產(chǎn)權(quán)和高性價比的半導體測試設(shè)備NST1625系列，K8000系列以及NBT33系列，產(chǎn)品具備覆蓋各類數(shù)字，電源模擬，射頻等信號的一體化解決能力。

聯(lián)動科技是一家專注于半導體行業(yè)后道封測領(lǐng)域?qū)Ｓ迷O(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的設(shè)備提供商，有半導體自動化測試系統(tǒng)。公司半導體分立器件測試系統(tǒng)已大量應(yīng)用于大功率器件和第三代半導體器件的測試，大規(guī)模數(shù)字集成電路測試設(shè)備尚在研發(fā)階段。

上海銘劍電子是行業(yè)內(nèi)半導體射頻測試設(shè)備提供商，自主研發(fā)的Terasight?系列半導體測試機，一舉填補國內(nèi)高端射頻芯片測試設(shè)備領(lǐng)域的空白。

珠海芯業(yè)測控有限公司是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)于一體的SOC芯片測試機供應(yīng)商，專注于ATE測試設(shè)備研發(fā)與制造以及自動化測試軟件開發(fā)和芯片測試方案開發(fā)。ATE測試機有XT2100系列。

長川科技、華峰測控、精測電子等一批國產(chǎn)隊列在向數(shù)模混合測試機、SoC測試機、數(shù)字測試機等產(chǎn)品擴展。誰能更快量產(chǎn)成熟的測試機產(chǎn)品，就具備先發(fā)優(yōu)勢和議價能力，也能更快搶占市場。

展望2023年，半導體行業(yè)經(jīng)歷長達一年多的下行周期，我們預(yù)計2023Q2/Q3行業(yè)開始迎來景氣復蘇，包括測試機、分選機、探針臺在內(nèi)的測試新品將快速放量，2023年業(yè)內(nèi)收入端有望延續(xù)高速增長。

展望未來，隨著諸多新投資產(chǎn)線陸續(xù)進入設(shè)備采購高峰，預(yù)計率先實現(xiàn)細分領(lǐng)域進口替代的國內(nèi)半導體檢測設(shè)備廠商將迎來新一輪快速增長，在國際貿(mào)易摩擦頻現(xiàn)的大背景下我國半導體產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)替代大趨勢不可阻擋。

| EDA+測試機完善全流程解決方案，開啟設(shè)計公司第二增長曲線

EDA公司在打造全流程解決方案中，通過領(lǐng)先的半導體特性測試儀器產(chǎn)品與EDA產(chǎn)品形成軟硬件協(xié)同，聚焦于芯片成品率提升，應(yīng)用于測試芯片的設(shè)計。

· 晶圓級電性參數(shù)測試設(shè)備。在 WAT 電性測試設(shè)備領(lǐng)域，主要由美國的 Keysight 公司壟斷；圖源：廣立微

WAT測試機是集成電路制造環(huán)節(jié)必備的設(shè)備之一，近兩年，廣立微WAT測試設(shè)備開始規(guī)模化進入新建晶圓廠量產(chǎn)線。廣立微自2010年開始研發(fā)晶圓級快速電性測試機，率先實現(xiàn)WAT 電學測試大規(guī)模商業(yè)化。如今廣立微形成了以軟件工具授權(quán)、軟件技術(shù)開發(fā)和測試機及配件的三大業(yè)務(wù)支柱，提供 EDA 軟件、電路 IP、WAT 測試設(shè)備及芯片成品率提升技術(shù)相結(jié)合的全流程解決方案。公司2022 年營收為3.56 億， 同比增長79.48%，業(yè)績符合預(yù)期，主要原因系核心業(yè)務(wù)WAT 測試機加速放量。

2021 至2023 全球新建84 座晶圓廠，大陸新廠預(yù)計數(shù)量第一。WAT 測試機需求量日益遞增。隨著半導體制造硅晶圓產(chǎn)能持續(xù)向中國轉(zhuǎn)移，據(jù)測算，通常晶圓制造廠每新增產(chǎn)能 0.1-0.2 萬片/月時，需增加配置 1 臺 WAT 測試機。我們預(yù)估國內(nèi)目前有400-500 臺WAT 設(shè)備需求量，設(shè)備單價約500 萬，國內(nèi)整體市場規(guī)模約20-25 億，可替代空間廣闊。

概倫電子通過測試機完善差異化和更高價值的數(shù)據(jù)驅(qū)動的EDA全流程解決方案，概倫電子半導體器件特性測試儀器業(yè)務(wù)包含半導體參數(shù)測試儀系統(tǒng) FS-Pro 系列、低頻噪聲測試系統(tǒng) 9812 系列和多種并行測試解決方案。

· FS-Pro半導體參數(shù)測試系統(tǒng)是一款功能全面、配置靈活的半導體器件電學特性分析設(shè)備 圖源：概倫電子

其中，概倫電子半導體參數(shù)測試儀器 FS-Pro 已得到包括高校、科研機構(gòu)、芯片設(shè)計公司、晶圓代工廠和 IDM 龍頭企業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)學研各界的驗證及量產(chǎn)應(yīng)用，并已在中高端產(chǎn)品領(lǐng)域取得突破；低頻噪聲測試系統(tǒng) 9812 系列則被譽為全球半導體行業(yè)業(yè)內(nèi)低頻噪聲測試的“黃金標準”，已被眾多半導體代工廠所采用，并被廣泛用于28nm、14nm、10nm、7nm 和 5nm 等各工藝節(jié)點的先進工藝研發(fā)和高端集成電路設(shè)計；并行低頻噪聲測試儀器 M9800 系業(yè)界唯一用于量產(chǎn)并行測試的低頻噪聲系統(tǒng)，可為業(yè)界領(lǐng)先代工廠提供高吞吐量并行噪聲測試解決方案。公司2023年營收2.79億，同比增長43.68%。

| 國產(chǎn)測試機機會

目前中國大陸已經(jīng)成為芯片測試設(shè)備的全球第三大市場。伴隨全球半導體產(chǎn)業(yè)向中國轉(zhuǎn)移，及國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)崛起，盡管目前國內(nèi)集成電路測試設(shè)備企業(yè)體量仍較小，但國內(nèi)自主品牌測試設(shè)備需求空間廣闊，未來測試設(shè)備市占率提升空間較大：

封裝技術(shù)對芯片性能的重要性日益凸，SIP技術(shù)廣泛應(yīng)用帶動了下游廠商對配套測試設(shè)備的需求；Chipless模式廠家與國內(nèi)封測企業(yè)合作機會增大，本土芯片設(shè)計企業(yè)崛起，第三方獨立測試企業(yè)異軍突起；新能源汽車等新興市場對復雜集成度、質(zhì)量可靠性苛求愈甚，模擬廠商需要封測協(xié)同、質(zhì)量管控，開始自建測試中心；功率半導體、碳化硅及器件廠商擴增，封測產(chǎn)線、數(shù)?；旌项愋酒a(chǎn)線迎來密集建設(shè)期。