半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備之探針測(cè)試主要趨勢(shì)

1、半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備行業(yè)發(fā)展情況及競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備的運(yùn)用貫穿整個(gè)半導(dǎo)體制造過程，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中起著成本控制和保證品質(zhì)的關(guān)鍵作用。芯片會(huì)經(jīng)歷晶圓、封測(cè)、PCB、電子系統(tǒng)、客戶端等階段，根據(jù)電子系統(tǒng)故障檢測(cè)中的“十倍法則”，若芯片廠商未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)芯片故障，則需在下一階段耗費(fèi)十倍的成本以排查和處理故障。此外，通過及時(shí)有效的檢測(cè)，芯片廠商還可以合理篩選出不同性能等級(jí)的芯片或器件。因此，隨著芯片生產(chǎn)成本日漸高漲，半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備的重要性也日漸凸顯。根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備占半導(dǎo)體設(shè)備比例為8.71%，據(jù)此推算，2021年全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)為89.36億美元。隨著半導(dǎo)體行業(yè)整體進(jìn)入上升周期，半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備在可預(yù)見的未來將持續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

　　全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)集中度高，各細(xì)分市場(chǎng)均被境外龍頭企業(yè)所壟斷，愛德萬、科休、泰瑞達(dá)、東京電子、東京精密等境外企業(yè)占據(jù)了半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)的主要份額，境內(nèi)企業(yè)與上述企業(yè)在整體規(guī)模、產(chǎn)品豐富度等方面存在一定差距。根據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，2020年，全球半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)中泰瑞達(dá)、科休、愛德萬共占據(jù)了97%的市場(chǎng)份額；而在中國(guó)大陸，這一數(shù)值則達(dá)到了92%。

　　2、探針測(cè)試行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)（1）設(shè)備將向高精度化方向發(fā)展現(xiàn)階段半導(dǎo)體器件主要通過提高集成度的方式實(shí)現(xiàn)更多功能或更快響應(yīng)。為此，半導(dǎo)體制造過程一般會(huì)縮小器件特征尺寸，如高端邏輯芯片的電路制程線寬已由微米級(jí)別縮小至納米級(jí)別，最小已達(dá)3納米；在光電芯片中，最小的Micro LED尺寸也已經(jīng)縮小至50μm以下。此外，為避免器件集成度提高后單位制造成本過度上漲，業(yè)界一般使用更大尺寸的晶圓，通過在單片晶圓片上制造更多的芯片并提高邊緣區(qū)域使用率的方法降低單位制造成本，目前主流晶圓尺寸已從4英寸、6英寸，逐步發(fā)展到8英寸和12英寸。

　　對(duì)于探針臺(tái)，晶圓尺寸增加導(dǎo)致探針的移動(dòng)行程更大，而器件集成度提升的同時(shí)縮小了PAD尺寸，這又要求探針具備更高的操作精度（例如：目前晶粒的尺寸PAD約40μm，考慮到探針具有一定尺寸，實(shí)際允許的探針操作誤差僅為約5μm）。因此，隨著半導(dǎo)體工藝進(jìn)步，探針臺(tái)也在向高精度方向發(fā)展以適應(yīng)生產(chǎn)要求，高效、高精度定位已日漸成為探針測(cè)試設(shè)備的一項(xiàng)重要性能評(píng)價(jià)指標(biāo)。

　　（2）設(shè)備更新迭代速度較快根據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)“一代設(shè)備，一代工藝，一代產(chǎn)品”的經(jīng)驗(yàn)特征，下游半導(dǎo)體廠商新工藝迭代會(huì)帶動(dòng)半導(dǎo)體設(shè)備的同步更新，探針臺(tái)設(shè)備也遵循該行業(yè)規(guī)律，例如，針對(duì)傳統(tǒng)功率半導(dǎo)體器件的探針臺(tái)即無法滿足第三代化合物半導(dǎo)體器件測(cè)試需求。

　　目前，半導(dǎo)體行業(yè)整體處于上行周期，行業(yè)景氣度推動(dòng)新材料、新工藝、新制程頻繁迭代，因此探針臺(tái)設(shè)備也必須保持快速更新?lián)Q代以適應(yīng)下游新需求。

　?。?）各類技術(shù)等級(jí)設(shè)備并存發(fā)展伴隨半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)迅猛發(fā)展和半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展，半導(dǎo)體器件種類日趨豐富。由于不同運(yùn)用場(chǎng)景對(duì)半導(dǎo)體器件的功能、響應(yīng)速度需求存在差異，因此各類性能、用途的器件或芯片大量并存，各器件的技術(shù)參數(shù)、制造工藝水平也不盡相同。上述現(xiàn)象決定了不同的產(chǎn)線需配置技術(shù)等級(jí)及性價(jià)比相當(dāng)?shù)陌雽?dǎo)體設(shè)備；即使在同一產(chǎn)線上，復(fù)雜程度不同的工藝環(huán)節(jié)也是根據(jù)其實(shí)際需要搭配使用各類技術(shù)等級(jí)的設(shè)備，因此產(chǎn)業(yè)內(nèi)高、中、低各類技術(shù)等級(jí)生產(chǎn)設(shè)備并存發(fā)展且均有其對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)空間。

　?。?）半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移帶來的半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化替代中國(guó)大陸連續(xù)多年成為全球最大的半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)，消費(fèi)重心一定程度上牽引產(chǎn)能重心，全球半導(dǎo)體產(chǎn)能正不斷向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移。伴隨國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，整體實(shí)力顯著提升，設(shè)計(jì)、制造能力與國(guó)際先進(jìn)水平不斷縮小，封裝測(cè)試技術(shù)逐步接近國(guó)際先進(jìn)水平，核心技術(shù)水平不斷取得突破，同時(shí)涌現(xiàn)出了一大批優(yōu)秀的半導(dǎo)體設(shè)備制造企業(yè)。然而與我國(guó)快速增長(zhǎng)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不相匹配的是，我國(guó)大量核心半導(dǎo)體設(shè)備長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，導(dǎo)致半導(dǎo)體供應(yīng)鏈存在嚴(yán)重的安全問題，這極大削弱了我國(guó)半導(dǎo)體廠商的競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)要實(shí)現(xiàn)從跟隨走向引領(lǐng)的跨越，設(shè)備產(chǎn)業(yè)將是重要環(huán)節(jié)。

　　在供應(yīng)鏈安全日漸成為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體廠商關(guān)注焦點(diǎn)后，同時(shí)伴隨國(guó)家鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)政策落地實(shí)施和產(chǎn)業(yè)投資基金進(jìn)入，本土半導(dǎo)體設(shè)備制造業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展契機(jī)。近年來，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備制造廠商已憑借突出的產(chǎn)品性價(jià)比、高效的服務(wù)響應(yīng)、顯著的地緣成本優(yōu)勢(shì)快速發(fā)展，進(jìn)一步加快了我國(guó)半導(dǎo)體設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

　　5、行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)及面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)（1）行業(yè)發(fā)展面臨的機(jī)遇A、下游產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展下游半導(dǎo)體應(yīng)用需求的增長(zhǎng)、半導(dǎo)體產(chǎn)能向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移、半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化需求增強(qiáng)等因素，促使國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備需求快速增長(zhǎng)。

　　未來幾年，新能源、新一代顯示技術(shù)、5G、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、人工智能等為代表的新需求，將會(huì)對(duì)半導(dǎo)體形成巨大需求。相關(guān)半導(dǎo)體廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn)、升級(jí)產(chǎn)品線，以應(yīng)對(duì)需求的增長(zhǎng)、產(chǎn)品的升級(jí)換代。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了從美國(guó)到日本再到韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣的轉(zhuǎn)移，目前正在經(jīng)歷向中國(guó)大陸的第三次轉(zhuǎn)移，未來新增產(chǎn)能將有相當(dāng)一部分在境內(nèi)建設(shè)，這為國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商提供了良好的機(jī)遇。

　　此外，受近年國(guó)際政治環(huán)境影響，半導(dǎo)體行業(yè)供應(yīng)鏈安全問題突出，半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的需求逐漸增強(qiáng)。半導(dǎo)體設(shè)備通常需要及時(shí)和專業(yè)的維護(hù)、保養(yǎng)，故障的及時(shí)排查、解決可以使客戶順利完成生產(chǎn)任務(wù)?？蛻舢a(chǎn)品的更新?lián)Q代，也需要相關(guān)設(shè)備做出升級(jí)調(diào)整，境內(nèi)半導(dǎo)體廠商有越來越強(qiáng)的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化需求。

　　B、國(guó)家政策支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性和戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)，作為現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心產(chǎn)業(yè)之一，在保障國(guó)家安全等方面發(fā)揮著重要的作用，是衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)現(xiàn)代化程度以及綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。國(guó)家為扶持集成電路行業(yè)發(fā)展，制定了多項(xiàng)支持政策，陸續(xù)出臺(tái)了《集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)及產(chǎn)品認(rèn)定暫行管理辦法》《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例》《集成電路布圖設(shè)計(jì)保護(hù)條例實(shí)施細(xì)則》等法律法規(guī)保護(hù)集成電路知識(shí)產(chǎn)權(quán)；出臺(tái)了《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策問題的通知》《關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》等從稅收、投融資等方面鼓勵(lì)支持半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展；出臺(tái)了《集成電路產(chǎn)業(yè)研究與開發(fā)專項(xiàng)資金管理暫行辦法》《關(guān)于印發(fā)“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃的通知》等目標(biāo)規(guī)劃，將集成電路裝備列為國(guó)家科技重大專項(xiàng)，積極推進(jìn)各項(xiàng)政策的實(shí)施。這些政策為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展突破瓶頸提供了保障。

　?。?）行業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)具有投資周期長(zhǎng)、研發(fā)投入大等特點(diǎn)，屬于典型的資本密集型和技術(shù)密集型行業(yè)。從全球范圍來看，半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)長(zhǎng)期被阿斯麥、應(yīng)用材料、東京電子、東京精密等國(guó)際巨頭占據(jù)主要份額，且其在經(jīng)營(yíng)規(guī)模、認(rèn)知度、運(yùn)營(yíng)時(shí)間、客戶資源等方面都存在較大的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體設(shè)備廠商在規(guī)模、產(chǎn)品豐富度、研發(fā)投入、技術(shù)先進(jìn)度等上存在一定差距，在與其競(jìng)爭(zhēng)過程中面臨較大的壓力和挑戰(zhàn)。

　　近年來，國(guó)家對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)給予鼓勵(lì)和支持，但該行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)創(chuàng)新需要一定時(shí)間。對(duì)比國(guó)外先進(jìn)廠商，我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展歷程相對(duì)較短，現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)及其專用設(shè)備的人才和技術(shù)水平難以滿足產(chǎn)業(yè)需求，這是造成半導(dǎo)體設(shè)備研發(fā)及制造技術(shù)相對(duì)薄弱的主要原因之一。未來，隨著國(guó)家政策的支持、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在人才、產(chǎn)品等方面逐步積累，將能與國(guó)外一流設(shè)備廠商形成有力競(jìng)爭(zhēng)。

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