敬请参阅最后一页特别声明 1 半导体测试是半导体后道工艺的核心环节，起到了保证芯片良率、降低芯片制造成本的重要作用。根据台湾地区工研院的统计，集成电路测试成本约占设计营收的 6%-8%，假设取中值 7%，可测算出国内 2022 年半导体测试服务市 场约为 374 亿元。一方面，在自主可控的趋势下，半导体制造产业链正逐步向国内进行转移。伴随着制造产业链的 转移，半导体测试行业有望迎来快速发展。另一 方面，我国 高端 芯片 正处 于崛 起前 夕，而芯 片 的 高端化 会对 测试 的需求量及测试的单位价格均产生向上的 拉动。自主可控叠加“量价双增”，我国半导体测试行业 市场规模 有望 快速扩容。第三 方测 试公 司：产业链专业化、精细 化分工的必然结果。相比于封测一体厂家，第三方测试服务厂家主要具备以下特点：1）测试 平台 更具 多样 性，通用 化程 度高；2）测试 机台 更先 进，重资 产属 性强，专业 第三 方测 试机 构购买先进设备以满足高端测试平台所需；3）专业 性更 强，测试 相关 专利 占比 更高；4）出具独立测试报告，结果客观公正，避免权责纠纷。此时推荐第三方测试公司我们判断主 要有三大逻辑：1）高端芯片制造产业链有 望回流。CPU/GPU/FPGA 等大芯片制造产业链有望迁移回国内，进而带动 国内测试产业发展。2）精 细化 分工 是 半导体行业发展必然结果，测试有望从封测一体厂商中分离。3）国 内晶 圆厂 资本 开支 维持 高位，扩 产持 续进 行，与之配套测试产业有望迎来快速发展。在台湾成熟产业链中，京元 电子、欣铨、矽格 凭借紧靠台积电的区位优势成为全球龙头第三方测试厂商，以此为鉴，我们认为：在晶圆制造产业向中国内地进行转移的过程中，内地第三方测试公司有望深度受益，迎来崛起契机。测试 机：重要 后道 检测 设备，已初步实现部分机型 国产替代。测试机 为后道测试设备中 最大的细分领域，在 CP、FT 两个环节皆有应用。测试机在后道设备中的价值量占比最大，接近 70%，而分选机、探针台占比分别 为 17%、15%。模拟/数模混合 测试机 相对 价值量小开发难度小，目前已初步实现国产替代；SoC 及 存储测试机价值量较高技术 难度 大，国产 替代 空间 仍较 大，目前 SoC 及存储测试机主要还是被爱德万和泰瑞达垄断，目前国内仅存在部分替 代机 型，整体 来看 还是 存在 较大 国产 替代 空白。此外，近年 来我 国晶 圆厂 建设 迎来 高峰 期，国产 替代 白热 化趋势下，下游国产封测厂商密集启动募投，带动测试机的需求浪 潮，驱动国产测试机市场快速 扩容。我 们认 为：在国产替代和大量新增需求的背景下，国产测试机公司将深度受益。探针卡：晶圆 与测 试 机连 接者，自给 率低，国产 替代 大有 可为。从工艺路线上来看，探针 卡主 要可 分为 三代：悬臂类、垂直 类以 及MEMS 探针 卡。目前，MEMS 探针卡正占比逐年提升，并已成为主流探针卡方案。根据VLSI Research的数据显示，2021 年探针卡市场规模达 23.70 亿美 元，其 中 MEMS 探针 卡市 场规 模 为 16.38 亿 美元，约 占总 探针卡的 69%，预计 MEMS 探针卡有望继续保持快速成长，2026 年 MEMS 探针卡 市场规模将继续扩展有望达 22.56 亿美元。目前，国内探针卡自给率极低，主要被海外巨头垄断，国产替代空间巨大。建议积极关注 第三方测试公司：伟测 科技、利扬 芯片；测试 设备 及核 心耗 材厂 商：长川 科技、华兴 源创、和林 微纳 等。半导体行业周期下行、中美贸易摩擦和美国收紧技术出口管制、竞争格局恶化的风险。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 2 内容目录 一、半导体测试是贯穿半导体设计、生产及封测的核心步骤.4 1、测试环节贯穿半导体生产制造，是芯片质量的把关者.4 2、产业链专业化分工，第三方测试公司应运而生.6 3、Chiplet 新技术及自主可控大趋势共同驱动我国半导体测试行业快速成长.10 二、测试机：全球市场呈双寡头垄断格局，国产化率提升空间大.14 1、重要后道检测设备，客户粘性强且盈利水平高.14 2、模拟及功率测试机已实现初步国产替代，SoC/存储测试机逐步突破.16 3、需求侧：下游需求稳定及国产替代共驱我国半导体测试机市场扩容.19 三、探针卡：晶圆与测试机连接者，自给率低，国产替代大有可为.21 1、探针卡是晶圆测试的核心耗材，MEMS 探针卡已逐渐成为主流.21 2、探针价值量占比高，是探针卡最关键的组成部分.24 3、竞争格局相对集中，国产化率极低.26 四、投资建议.27 五、风险提示.28 图表目录 图表 1：半导体检测设备主要分为前道量测设备和后道检测设备.4 图表 2：晶圆制造环节主要进行过程控制检测，封测环节主要进行电性能检测.5 图表 3：CP 测试系统示意图.5 图表 4：Mapping 示意图.5 图表 5：FT 测试系统示意图.6 图表 6：CP 与 FT 测试的区别.6 图表 7：半导体制造产业精细化分工，第三方测试厂商应运而生.7 图表 8：第三方测试厂商受半导体行业下行周期影响相对较小.8 图表 9：第三方测试厂商测试专利数量相对较高.8 图表 10：第三方测试厂商测试相关专利占比大.8 图表 11：集成电路测试服务产业链概况.9 图表 12：中国大陆和中国台湾主要第三方测试企业营收情况（单位：百万元）.10 图表 13：全球 IC 测试服务市场规模（单位：亿元）.10 图表 14：中国大陆 IC 测试服务市场规模（单位：亿元）.10 图表 15：Chiplet 技术相比 SoC 技术每个模块可以采用不同的工艺.11 图表 16：Chiplet 提高良率和集成度，降低 成本，加速芯片迭代.11 图表 17：Chiplet 提升芯片良率.12 WUBYwPnQpMqRoQtQnQoRmN9PaOaQoMoOnPpMfQrRrPeRmNsM6MrRyQuOqMoMuOoMpO行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 3 图表 18：不同芯片与 Chiplet 芯片测试对比.12 图表 19：中国大陆正在承接第三次产业迁移.13 图表 20：2021-2022 年全球共新建晶圆厂 29 座.13 图表 21：中国大陆晶圆产线有望扩产至原有产能 2.8 倍.13 图表 22：国内主流晶圆厂及 IDM 厂商资本开支处于高位.14 图表 23：半导体后道测试设备市场结构.15 图表 24：测试机公司、封测厂商、IC 设计公司形成协同生态.15 图表 25：高毛利高投入带来盈利正循环.16 图表 26：测试机公司毛利率高于其他半导体设备公司.16 图表 27：爱德万、泰瑞达半导体测试设备营收规模领先.17 图表 28：爱德万、泰瑞达半导体测试设备市场份额达 65%.17 图表 29：SoC/存储测试机市场空间领先.17 图表 30：SoC/存储测试机市场份额合计占 81%.17 图表 31：不同种类测试机区别对比.18 图表 32：国内外各大厂商测试机性能指标对比.19 图表 33：2023 年全球半导体测试设备市场规模有望达 70.7 亿美元，中国半导体测试设备市场占比达 36%.20 图表 34：2022 年我国 IC 设计企业数量达 3243 家.20 图表 35：2022 年我国 IC 设计企业销 售额达 5345.7 亿元.20 图表 36：2022 年度国产封测厂商募资扩产项目情况.21 图表 37：探针卡是晶圆测试的核心耗材.22 图表 38：MEMS 探针卡相比悬臂式探针卡、垂直式探针卡优势显著.23 图表 39：2D MEMS 探针卡与 2.5D/3D MEMS 探针卡参数比较.24 图表 40：MEMS 探针卡市场规模成长快、比重大.24 图表 41：探针卡断面结构图.25 图表 42：探针卡产业链.25 图表 43：和林微纳已量产的用于 FT 测试的弹簧探针.25 图表 44：2021 年全球前五大厂商共掌握探针卡市场 68%份额.26 图表 45：前十大主流探针卡厂商.26 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 4 1、测试 环节 贯穿 半 导体 生产 制造，是芯片质量的把关者 半导体工艺制程越来越复杂，检测设备愈发重要。随摩尔定律 的进一步发展，半 导 体芯 片晶 体管 密 度越 来 越高，相关 产 品复 杂 度及 集 成度 呈 现指 数 级增 长。新应 用需 求 驱动 了 制程 微 缩和 三维 结 构的 升 级，使 得工 艺 步骤 大 幅提 升，成 熟 制程（以 45nm 为例）工 艺 步骤 数 大约 需 要430 道，到 了 先进 制 程（以 5nm 为 例）将 会提 升 至 1250 道，工 艺步 骤 将近 提 升了 3 倍；结 构上 来看 包括 GAAFET、MRAM 等新 一代 的半 导 体工 艺 都是 越 来越 复 杂，在 数千 道 制程 中，每 一 道制 程 的 检 测 对芯 片 的良 率 起到 至 关重 要 的作 用。半 导体 检 测根 据 使用 的 环节 以 及检 测 项目 的 不同，可分 为 前道 检 测和 后 道检 测。其中，前道 量测 包括 量 测类 和 缺陷 检 测类，主要 用 于晶 圆 加工 环 节，目 的是 检 查每 一 步制 造 工艺 后 晶圆 产 品的 加工 参 数是 否 达到 设 计的 要 求或 者 存在 影 响良 率 的缺 陷，属于 物理 性 检测；后道 测 试根 据 功能 的不 同 包括 分 选机、测 试机、探 针台，主 要是 用在 晶 圆加 工 之后、封 装测 试环 节 内，目的 是检 查 芯 片 的 性能 是 否符 合 要求，属于 电 性能 检 测。图表1：半 导 体 检测 设备 主要 分为 前道 量 测设备和后道检测设备 来源：前瞻研究院，国金证券研究所 晶 圆制 造环 节 检测 主要 进 行光 学检 测，封 测环 节主 要 进行 电性 能 检测。半 导体 测试 环节 是避免“十 倍成 本”的关 键。所谓“十 倍成 本”是指 芯片 故障 若未 在测 试环 节中 发现，那么 在后续电路板级别中发现故障 导致的成本将在十 倍以上。其中，封测 环节 主要 可以 分 为：晶圆 测试 和 成品 测 试。晶圆 测试 主要 是 针对 加 工完 的 晶圆，进行 电 性测 试，识别 出能 够 正常 工 作的 芯片，需要 使 用的设备 主要 为测 试 机和 探 针台。成品 测 试主 要 是 指 晶 圆切 割 变成 芯 片后，针对 芯 片 的 性 能进 行 最终 测 试，需 要使 用 的设备 主要 为 测试 机 和分 选机。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 5 图表2：晶 圆 制 造环 节主 要进 行过 程控 制检 测，封测 环节 主要 进行 电性 能检 测 来源：华峰测控招股书，国金证券研究所 晶圆 测试（Chip Probing），简称 CP 测试，是指 通过 探针 台和 测试 机的 配合 使用，对晶 圆上的裸芯片（gross die）进行功能和电学性能参数的测试。测试过程主要为：探针台将晶 圆逐片传送至测试位置，芯片端点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，以判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。对裸 片的 测试 结果 通过 通信 接口 传送 至探 针台，探针 台会 根据 相应 的信 息对 芯片 进行打点 标记，形成 晶圆 的 Mapping，即晶 圆的 电性 能测 试结 果。CP 测试设备主要由支架、测试机、探针台、探针卡等部件组成。CP 测试会统计出晶圆上的芯片合格率、不合格芯片的确切位置和各类形式的良率等，可用于指导芯片设计和晶圆制造的工艺改进。图表3：CP 测 试系 统示意图 图表4：Mapping 示意图 来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所 来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所 芯片 成品 测试（Final Test），简称 FT，FT 测试是在芯片封装后按照测试规范对电路成品进行全面的电路性能检测，目的是挑选出合格的成品芯片，保障芯片在任何环境下都可以维持设计规格书上所预期的功能及性能。通过分选机和测试机配合使用，测试过程主要为：分选机将被测芯片逐个传送至测试工位，被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送至分选机，分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。FT 测试系统通常 由支 架、测试 机、分 选机、测试板和测试座组成。FT 测试环节的数据可以用于指导封装环节的工艺改进。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 6 图表5：FT 测 试系 统示 意图 来源：伟测科技 招股说明书，国金证券研究所 CP 测试的主要目的在于挑出坏的裸片，减少后续的封装和 FT 测试成本；FT 测试的主要目的确保芯片符合交付要求，避免将不合格的芯片交付给下游用户。相比于 FT 测试，CP 测试的技术要求更高，难度更大。芯片在完成封装后处于良好的保护状态，体积也较晶圆状态的裸片增加 几倍 至数 十倍，因此 FT 测试对洁净等级和作业精细程度的要求较 CP 测试低一个级别，但测试作业的工作量和人员用工量更大。CP 测试和 FT 测试在确保芯片良率、控制生产成本、指导 IC 设计和生产工艺改进等方面都起到了至关重要的作用。图表6：CP 与 FT 测试的区别 晶 圆 测 试（CP）芯 片 成 品测试（FT）产业链位置 芯片封装前 芯片封装后 测试 设备 测试机、探针台 测试机、分选机 测试 目的 挑出坏的裸芯片，以减少后续封装和成品测试成本，测试数据用于指导芯片设计和晶圆制造的工艺改进 确保每颗芯片成品向客户交付前能够达到设计要求的指标 客户 群体 IC 设计公司、晶圆厂、封装厂、IDM IC 设计公司、封装厂、IDM 来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所 2、产 业链 专业 化分 工，第三 方测 试公 司 应运而生 受 成本、专业 度及 研发 精力 投入 方向 等 多重 因素 影响，半导 体产 业链 趋于 精细 化、专业 化。IDM 模式是集成电路产业最早采用的经营模式，即覆盖集成电路设计、晶圆制 造、封装、测试等集成电路的全产业链环节。随着集成电路技术遵循摩尔定律快速迭代，集成电路产业技术更新换代加越来越快，传统 IDM 模式由于投资成本高、难以响应市场对于速度和产品多样性等劣势越来越明显，于是以 Fabless+Foundry+OSAT 为代表的集成电路专业分工模式 应运 而生，凭借 高效 和协 同推 动集 成电 路产 业向 专业 化分 工的 方向 发展，已逐 步成 为行业的主流经营模式。Fabless 厂商负责芯片设计环节，Foundry 厂商进行晶圆制造的代工服务，之 后 OSAT 厂商进行封装和测试。然而 随着 测试 的地 位愈 加重 要，高 端测 试机 台的 巨大 投入，专 注于 测试 的 第三 方测 试厂商应运而生。以京 元电 子、伟测 科技 为首 的 第三方测试企业相较于半导体行业内的其他竞争者具有独立可观、专业高效、服务面广、单位成本低等优势，因此我们认为第三方测试行业具有良好的成长性。相比于 封测一体厂家，第三方测试服务厂家主要具备以下特点：测试平台更具多样性：测试平台可兼容测试品类更多，抗行业周期性强，产能利用率有机会维持高位；测试机台更先进：行业重资产属性强，专业第三方测试机构购买先进设备以满足 高端行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 7 测 试平台 所需；专业性 更 强：注重 测试 开发 解决 方案，持续 优化 测试 能力，而封 装企 业更 多专 注于 先进封装，与制造厂商联合开发先进封装技术；更加 独立客观：出具独立测试报告，结果客观公正，避免权责纠纷。此时 推荐 第三 方测 试公 司我 们判 断 主要 有三 大逻 辑：1）高 端芯 片制 造 产业 链 有望 回 流。CPU/GPU/FPGA 等大芯片制造产业链有望迁移回国内，进而 带动 国内 测试 产业 发展。2）精细化分工是 半导体 行业发展必然结果，测试 有望从封 测一 体厂 商 中分 离。3）国内晶圆厂资 本 开 支维 持高 位，扩产持续进行，与之配套测试产 业有 望迎 来快 速发 展。图表7：半 导 体 制造 产业 精细 化分 工，第三 方测 试厂 商应 运而 生 来源：国金证券研究所 第三方测试厂商 受 行业景气度波动影响小。相较于封测厂商，第三方测 试服务厂商2020-2023 年 Q1 分季度营收水平波动较为平缓，在景气度下行时期依然能实现稳定的营收水平，能有效抵御 跨行业周期的 波动。首先，第三方测试厂商 CP 测试的稼动率主要是和晶圆厂流片的稼动率息息相关，FT 测试稼动率与封装厂 的稼动 率相 关性 高，因 此公 司整体稼动率 呈现波动性小的特点 是晶圆厂及封装厂共 同 作用 的结 果。其次，第三 方测 试厂商测试平台通用性相对较高，测试 平台 可以 承接 不同 封装 厂、不同 客户 的产 品，使得 第三方测试厂商抗行业下行周期属性强劲。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 8 图表8：第 三 方 测试 厂商 受半 导体 行业 下行 周期 影响 相对 较小 来源：各公司官网，国金证券研究所（注：京元电子营收 按照 新台币：人民币=1：0.23 进行汇率换算）第三方测试厂商具有更强的专业性。从专利数量来看，通富微电、华天科技、长电科技等封测一体厂商测试专利 数量 相对 较少、占总专利数 比 例 低。而以 利扬 芯片、伟测 科技 为例的第三方测试厂商专攻测试技术研发，专注于 提升检测 的 质量 及效率，在半 导体 测试 细分行业内实力更强，具备更强的专业性。图表9：第 三 方 测试 厂商 测试 专利 数量 相对较 高 图表10：第 三 方 测试 厂商 测试 相关 专利占比大 来源：天眼查，国金证券研究所 来源：天眼查，国金证券研究所 从产业链来看，集成电路测试服务行业上游的测试机、探针台等设备主要由美国、日本的海外设备厂商垄断。测试服务厂家主要分为两类：1）封测 厂自 有测 试产 线；2）专业 的第三方测试公司。芯片设计厂商是芯片测试服务行业的主要客户，以 SoC/MCU/FPGA 等设计行业为主。早期的 IC 设计公司会将订单直接下达至封测厂，再由封测厂 外包至第三方的集成电路测试公司，随后逐步演进为 IC 设计公司直接下订单至第三方测试公司。01020304050607080901002020 Q12020 Q32021 Q12021 Q32022 Q12022 Q32023 Q12021 Q12021 Q32022 Q12022 Q32023 Q12020 Q12020 Q32021 Q12021 Q32022 Q12022 Q32023 Q12020 Q12020 Q32021 Q12021 Q32022 Q12022 Q32023 Q12020 Q12020 Q32021 Q12021 Q32022 Q12022 Q32023 Q12020 Q12020 Q32021 Q12021 Q32022 Q12022 Q32023 Q1封测厂营 收受半 导体行 业周期 影响大，波动 大京元电子（亿元）伟测科技（千万元）华岭股份（千万元）第三 方测 试厂 商 营收 波 动小长电科技（亿元）通富微电（亿元）华天科技（亿元）020406080100120140160 020040060080010001200 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 9 图表11：集 成 电 路测 试服 务产 业链 概况 来源：伟测科技招股说明书，国金证券研究所 从下游客户来看，IC 设计公司是 集成电路 测试行业最大 的 需求方，在 Fabless 模式下，IC设计公司专注于芯片设计，自身 不具备 制造、封装 和测 试的能力，因此 需要 选择封测一体企业 或 独立 的第三方测试企业来完成晶圆和芯片成品的测试需求。封测厂 也 是半导体 测试服务的需求方。封装是“封测一体厂商”最核心的业务，测试是第二大业务，随着先进封装制程的 资金投入越来越大以及测试技术难度的提升，封测厂将测试业务外包给第三方测试企业的比例 逐步提升。IDM 企业覆盖芯片设计、制造、封装、测试全流程，IDM 公司的封测 产能 一般不 对外，测试 产能 全部 服务 于内 部设 计和 制造 的产 品，但随着行业竞争加剧以及先进制程的资本支出急剧上升，为专注于设计和制造 等核心环节，IDM 企业有意减少封测环节的投资，将部分测试需求外包给封测一体企业、独立第三方测试企 业来完成。晶圆 代工厂 为服务内部 产能，通常 会 配备少量晶圆测试产能，一旦测试需求超过晶圆代工厂负 荷，晶圆 代工 厂就 会将 测试 外包 给独 立 的 第三方 测试企业或封测 厂 完成。从京元电子官网公布的下游客户结构来看，京元电子 76%的营收来自 IC 设计公司，IDM 客户占比为22%，而晶圆代工厂的收入占比仅为 2%。京元电子作为全球最大的专业第三方测试厂商，全球排名前 50 的半导体公司中有 54%为其客 户。存储 IC 厂商 华邦 电子、旺宏 电子、晶豪 科技，驱动 IC 厂商 联咏，国际 大厂 英特尔、英伟 达、意法 半导 体、恩智 浦等 均为 京元 电子 的客 户。据京 元电 子 公告，京元 电子 最大 的客户为联发科，20202021 年联发科占 京元电子 营收均超 10%。联发科 的营业收入从 2019 年的 572.71 亿元增长至 2021 年的 1,137.28 亿元，期间 复合 增速 为 28.84%，联发科业务规模的迅速成长带动了 京元电子 的业务增长。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 10 图表12：中 国 大 陆和 中国 台湾 主要 第 三 方测试企业 营收 情况（单 位：百 万元）来源：Wind，国金证券研究所 从营收规模上来看，中国台湾地区的第三方测试企业遥遥领先于内资的三家上市公司，但独立第三方 测试的台资巨头在大陆 地区的业务进展速度 较慢，为 内资厂商创造了追赶的机会。以 公司、利扬 芯片和华岭股份 为代表的内资企业 正 通过加大技术研发，缩小与中国台湾地区巨头的技术差距，利用内资企业 的 本地化高效率的服务优势和“自主可控”的股东背景优势，获得大陆优质客户的认可，赢得了更多的发展空间和发展机会。3、Chiplet 新技术及自主可控 大趋势共同驱动 我国 半导 体测 试行 业 快速 成长 中国测试服务市场增速领跑,国内 市 场 持续快速扩容。据 中国 半导 体行 业协 会 设 计 分 会（CSIA）的数 据 统计，2022 国内半导体设计行业销售预计为 5345.7 亿元，国内 的集 成电路设计行业将于2026 年突破万亿元的市场规模，2022-2026 年期间年均复合增速达20.78%。根据台湾地区工研院的统计，集成电路测试成本约占设计营收的 6%-8%，假设取中值 7%，结合 CSIA 的数据，可测算出国内 2022 年半导体测试服务市场约为 374 亿元，2025 年约为 546 亿元，相比 2021 年的 300 亿有接近 250 亿元的巨大提升，2022-2025 国内测试服务市场 CAGR 达 13%，复合 增速 远超 全球 整体 的 5%水平，国内 测试 服务 市场 增长 空间 广阔。图表13：全球 IC 测试 服务 市场 规模（单 位：亿元）图表14：中国大陆IC 测试服务市场规模（单位：亿元）来源：CSIA，台湾工研院，Gartner，国金证券研究所 来源：CSIA，台湾工研院，Gartner，国金证券研究所 Chiplet（芯粒）的加速发展拉动 测试服务需求，自主可控趋势推动半导体国产化 进程加速，双重驱动下，我国半导体测试厂商将深度受益 Chiplet 新技术以及国产化替 代打开的 巨 大 市场 空间。Chiplet 指小型模块化芯片，通过 die-to-die 内部互联技术将多个模块芯片与底层基础芯片封装在一起形成一个整体的内部芯片。与 SoC 不同，SoC 是在设计阶段将不同的模块设计到一颗 die（芯片裸片）中，晶圆制造完成后封装；Chiplet 则将不同模块从设计时就按照不同计算或者功能单元进行分解，制作成不同 die 后使用先进封装技术互联封装，不同模块制造工艺可以不同。0100020003000400050006000700080009000 2018 2019 2020 2021 202268775284189293597810940200400600800100012002018 2019 2020 2021 2022 2023E 2025E5%160210258300374 452 546 01002003004005006002018 2019 2020 2021 2022 2023E 2025E13%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 11 图表15：Chiplet 技术相比 SoC 技术 每 个模 块可 以采 用不 同的 工艺 来源：IBS，国金证券研究所 Chiplet 相比传统 SoC 芯片优势明显。Chiplet 能利用最合理的工艺满足数字、射频、模拟、I/O 等不同模块的技术要求，把大规模的 SoC 按照功能分解为模块化的芯粒，在保持较高性能的同时，大幅度降低了设计复杂程度，有效提高了芯片良率、集成度，降低芯片的设计和制造成本，加速了芯片迭代速度。图表16：Chiplet 提高良率和集成度，降 低成本，加速芯片迭代 Chiplet 的优势 原因 良率提高 大面积的 SoC 放大了芯片生产中的工艺误差和加工缺陷，而 Chiplet 只需要保障各个被集成的裸片的良率即可，有效降低了先进制程的研发和制造风险，提高了良率 集成度提高 Chiplet 通过多个芯片片 间集成，可以在封装层面突破单芯片上限，提高集中度、复杂度 设计成本降低 Chiplet 设计灵活，且可以重复使用 制造成本降低 Chiplet 可针对不同模块采取最合适的制程分开制造，制造成本大幅降低 芯片迭代速度加快 Chiplet 将已有合格裸片进行集成设计，缩短了芯片的研发和设计周期，且不同模块可以分别迭代，加块芯片迭代速度 来源：国金证券研究所 Chiplet 技术发展潜力大，有望助力国产半导体厂商突破海外科技领域制裁。2020 年美国将中芯国际列入“实体清单”，限制 14nm 及以下制程的扩产，导致国产 14nm 制程处于存量市场无法扩张。Chiplet 技术可部分规避海外限制，向下超越封锁：1）Chiplet“化整为零”，将 单颗 芯片 裸片 面积 缩小，使 坏点 出现 时对 整体 晶圆 的影 响缩 小，即 良率 提高，因此在国内 14nm 产能为存量的局面下提升了实际芯片产出。2）Chiplet 可仅对核心模块如 CPU、GPU 采用先进制程，其他模块采用成熟制程，有效降低对先进制程的依赖，减少了 14nm 晶圆的用量。3）Chiplet 可通过将两颗 14nm 芯片堆叠互联，单位面积晶体管数量翻倍，实现超越 14nm 芯片的性能。Chiplet 技术成为中国半 导体行业实现弯道超车的逆境突破口之一。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 12 图表17：Chiplet 提升芯片良率 来源：唯芯派，国金证券研究所 Chiplet 技术的兴起，拉动测试 产业 整体 需求。在CP 测试环节，因为 Chiplet 封装成本高，为确 保良 率、降低 成本，需要 在封 装前 对每 一颗 芯片 裸片 进行 CP 测试，相较 于 SoC，Chiplet 对芯片的 CP 测试需求按照芯片裸片数量成倍增加；在 FT 测试 环节，随着 Chiplet从 2D 逐渐发展到 2.5D、3D，测试 的难 度提 升，简单 测试 机减 少，复杂 测试 机增 加。Chiplet技术拉动了测试需求，半导体测试厂商有望迎来需求起量。图表18：不 同 芯 片与 Chiplet 芯片测试对比 芯片类型 子模块 CP 测试 封装成本 FT 测试 测试情况 测 试 机 需求 测试情况 测 试 机 需求 简单模拟芯片-不测或抽测，只有应用场景要求高的才会全测-低 全测-复杂模拟芯片-抽测或全测-中、高 全测-存储器芯片-全测，但有可能简化测试项目-高 全测-数字芯片-全测，但有可能简化测试项目-高 全测-复杂 SoC 芯片 涵盖模拟、存储、数字等 全测，但有可能简化测试项目-高 全测 简单测试机减少、复杂测试机增加 Chiplet 芯片 模拟 全测 增加、持平或减少 高 全测 简单测试机减少、复杂测试机增加 存储 全测 增加 全测 数字 全测 增加 全测 来源：国金证券研究所 此外，中国大陆正承接产业迁移，带动 国内 半导体测试产能扩张。自从上世纪 70 年代半导体产业在美国形成规模以来，半导体产业 沿着“美 国 日本 韩 国和 中国 台湾 中 国大陆”的顺 序 共经历了三次产业迁移。中国 大陆 凭借 着劳 动力 成本、技术、人才 等优 势，完成了半导体产业的原始积累，从 21 世纪初到如今正在承接第三次产业迁移。此外，随着国际关系及地缘政治的恶化，建立自主可控的产业链已成为当前阶段的重要目标，半导体国产化进程持续加深，带动 国内 半导体测试新产能不断扩张。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 13 图表19：中 国 大 陆正 在承 接第 三次 产业 迁移 来源：自然资源部，国金证券研究所 中国大陆晶圆厂扩产趋势明朗，下游测试行业 有望维持高景气度。据 SEMI 数据统计，全球半导体制造商2021 年新建19 座新的高产能晶 圆厂，并于2022 年开工建设10 座晶圆厂，其中中国大陆和中国台湾新建晶圆厂数量领跑，各为 8 座，SEMI 预计 2023 年全球将继续新建 28 座晶圆厂。截止 2022 年 12 月，中国 大陆 晶圆 产线 产能 合计（约 当 8 寸）1625k/m，各企业额外扩产计划完成后 的产能（约当 8 寸）将达 4545k/m，合计扩产至原有产能 2.8倍，在 产能扩充的 趋势 的 带动下中国大陆测试行业将深度受益，测试 行业 市场 规模 有望 快速增长。图表20：2021-2022 年全球 共 新建晶圆厂 29 座 图表21：中 国 大 陆晶 圆产 线有望 扩产至原有产能 2.8 倍 来源：SEMI，国金证券研究所 来源：中微公司业绩说明会，国金证券研究所（注：统计数据截止 2022 年 12月，12 寸晶 圆均折合成 8 寸晶圆产能）国内晶圆厂及 IDM 厂商资本开支处于高位，扩产趋势明显，有望拉动整体测试需求。受产业链转移趋势影响，国内晶圆厂及 IDM 厂商资本开支持续处于高位，正处于不断扩产的过56421 132211 10123456789 2021 202202004006008001000120014001600(k/m)(k/m)行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 14 程。测试 在产 业链 中的 位置 紧贴 晶圆 厂，伴随 着晶 圆制 造产 能的 迁移，测试 产能 有望 随之向国内转移。展望 未来，国内 晶圆 厂资 本开 支有 望持 续处 于高 位，与之 配套的测试服务产能有望迎来快速增长。图表22：国 内 主 流晶 圆厂 及 IDM 厂商资本开支处于高位 来源：Wind，国金证券研究所 1、重 要后 道检 测设 备，客户粘性强且盈利水平高 测试机为后道测试设备 中最大 的 细分领域。从结构来看，测试设备中，测试 机在 CP、FT两个环节皆有应用，而分选机和探针台分 别仅在设计验证和成品测试环节及晶圆检测环节与测试机配合使用，且测试机研发难度大、单机价值量更高，因此测试机 价值量 占比最大，达到接近 70%的比例，而分选机、探针台占比分别为 17%、15%。存储、SoC 测试 机，结构 占比 高、技术 难度 相对较 大。按照 测试 机所 测试 的芯 片种 类不 同，测试机可以分为模拟/数模 混合类测试机、SoC 测试机 及存储器测试机等。模 拟类测试机主要针对以模拟信号电路为主、数字信号为辅的半导体而设计的自动测试系统；SoC 测试机主要针对 SoC 芯片即系统级芯片设计的测试系统；存储测试机主要针对存储器进行测试，一般通过写入一些数据之后在进行读回、校验进行测试。在测试 机市 场空 间 占比 中 SoC、存储器、模拟/数模混合类、其他 测试机分别为 60%、21%、15%、4%。-100%0%100%200%300%400%500%600%700%800%900%0501001502002503003504004502017 2018 2019 2020 2021 2022 YoY%YoY%YoY%YoY%YoY%行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 15 图表23：半 导 体 后道 测试 设备 市场 结构 来源：SEMI，国金证券研究所 测试机 位于行业流程重要环节，定制化生态增强客户黏性。半导体行业分工细 化趋势下，检测设备在产业链上的协同性不断增强，测试机 厂商需要进入集成电路设计公司合作体系，承接 IC 设计厂商和封测厂商的需求，针对性、定制化地提供配套设备。测试机 厂商与设计厂商往往需要进行联合开发，不断测试打磨产品，长期的默契合作和技术匹配使 测试机生产 厂商具有了较强的定制化能力、稳固的客户资源和较高的行业协同壁垒。图表24：测试机 公司、封 测厂 商、IC 设计 公司 形成 协同 生态 来源：国金证券研究所 规模化控制成本，高毛利 高投入带来盈利正循环。测试机 的 毛利率水平远高于其他半导体设备，主要 原因如下：1）协同生态带来高客户黏性，客户资源优质稳定，与 客户 的高 磨合度一定程度上缩短了制造周期。2）已规模化，具备成熟软件算法，在定制 化产品时可以算 法复 用，可维 护性 强，开发周期缩短，带来更高的生产效率和更低的生产成本，尤其随着产品收入规模提升，算法复用带来的成本降低效应更为显著。3）材 料、元器 件国 产化推 进，相比 进口 原材 料，成本 降低 毛利 率提 升。基于 以上 几点，测试 机生 产厂 商在 软件、硬件、原材 料、制造 和人 工等 方面 都可 有效 节约 成本，获得 较高 毛利。高毛 利 可 支持高投入，为更深入的技术研发提供了空间，使软件算法、技术人员数量、专利 数量 都进一步升级，形成 持续 盈利正循环。行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 16 图表25：高 毛 利 高投 入带 来盈 利正 循环 来源：国金证券研究所 图表26：测 试 机 公司 毛利 率高 于其 他半 导体 设备 公司 来源：Wind，各公司官网，国金证券研究所（注：美股公司均使用财年数据）2、模 拟及 功率 测试 机已 实现 初步 国产 替代，SoC/存 储测 试机 逐步 突破 半导体测试设备行业集中度高，海外双寡头垄断。海外龙头凭借较强的技术、品牌优势在半导体测试设备市场占据领先地位，2022 年爱德万与泰瑞达 测试设备业务 占 全球 半导 体测试设备 市场份额合计高达 65%，科休占比 11%，国产 龙头 厂商远居其后，长川科技 与华峰测控 各自 占 2%。半导体测试设备市场形成 双寡头垄断 局面，爱德 万与 泰瑞 达两 家独 大。20%30%40%50%60%70%80%90%2018 2019 2020 2021 2022 行业深度研究 敬请参阅最后一页特别声明 17 图表27：爱 德 万、泰 瑞达 半导 体测 试设 备营 收规 模领 先 图表28：爱德 万、泰瑞 达半 导体 测试 设备 市场 份额 达 65%来源：SEMI，各公司官网，国金证券研究所（注：美股公司均采用财年数据，按照美元：人民币=1：6.98，美元：日元=1：139.7 进行 汇率 换算）来源：SEMI，各公司官网，国金证券研究所 在测试机的细分品类中，SoC/存储测试机市场空间 领先于模拟、射频等其他品 类测试机。SEM