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芯片扩产带动检测设备需求增长,实现国产替代还需要多久?

作者:广东中天智能设备有限公司 浏览: 发表时间:2022-08-25 09:19:31

  中国大陆是全球最大的电子终端消费市场和半导体销售市场,吸引着全球半导体产业向大陆的迁移。从产业链配套层面来看,在中游晶圆制造环节,

中国具备成为全球最大晶圆产能基地的潜力。
  

  特别是在中国打造制造强国的战略下,政府在产业政策、税收、人才培养等方面大力支持和推进本土半导体制造的规模化和高端化。近年来,中美贸

易摩擦凸显出供应链安全和自主可控的重要性和急迫性,晶圆制造及其配套设备等产业环节作为半导体产业的基石,加速发展势在必行。
 

  因此,在市场、国家战略、产业自主可控等多重因素的驱动下,中国大陆晶圆产能在未来一段时间内仍处于快速扩张期,且增速显著高于全球平均水平。
  

  半导体产业中的检测设备,主要用于检测产品在生产过程中和成品产出后的各类性能是否达到当初IC设计厂的要求。晶圆厂把未封装的裸芯片制造好之

后送到封测厂,封装好之后,再使用相应的测试设备进行检测。比如,测试芯片的电信号等参数。检测设备主要包含工艺检测(线上参数测试)、晶圆检

测(CP 测试)、终测(FT 测试)。
                                                           


1、芯片扩产带动检测设备需求增长
  全球半导体巨头纷纷推出扩产计划,国际以先进制程和高端芯片为主,国内以成熟制程为主。全球半导体厂商大规模扩产,毫无疑问将直接利好上游的半

导体设备供应商,晶圆厂扩产的资本支出中约80%将用于设备采购。

  

  晶圆厂、封测厂的扩产带动全球半导体设备市场的高度景气,给半导体自动化测试系统企业带来了巨大的市场空间。

  同时,随着各行业技术的提升,导致芯片的集成度也在不断提升,这期间催生了以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体以及其他半导体新材料和新技术,

为国内半导体自动化测试系统企业在一些细分领域超越国际巨头,提供了新的机遇。


  丰富的半导体工序催生出众多的半导体设备类型,各个领域间具备较高的技术和市场壁垒。从细分品类来看,在晶圆制造设备市场,沉积、刻蚀、光刻设备

的市场规模稳居前三位。在测试设备市场,测试机占据了主要的市场份额,其次是分选机和探针台。在封装设备市场,贴片机、划片机、引线焊接机分别占据了

前三大细分市场。布局刻蚀、沉积等大赛道的设备厂商,具备更为广阔的收入空间。在各类细分赛道布局领先的设备厂商,有望率先卡位供应链优势位置。


                                                 


2、半导体检测设备全球竞争格局
  半导体检测设备主要分为前道和后道测试设备。其中前道检测设备注重过程工艺控制,是一种物理性、功能性的测试,用以检测每一步工艺后产品的加工

参数是否达到设计的要求,并查看晶圆表面上是否存在影响良率的缺陷等,主要用于晶圆加工环节。


  据SEMI统计,前道测试设备又可以分为量测设备、缺陷检测设备、过程控制软件三部分。其中,量测设备占前道检测设备的34%,缺陷检测设备占55%。
后道测试设备用于晶圆加工前的设计验证环节和晶圆加工后的封测环节,主要包括测试机、分选机、探针台等。其中,测试机用于检测芯片功能和性能,探针

台与分选机实现被测芯片与测试机功能模块的连接。后道测试设备用于分析测试具体失效原因,并改进设计及生产工艺,以提高良率及产品质量,属于电性能

的检测。

  克洛诺斯自主研发的超精密气浮平台重复定位精度达±50nm,用于在晶圆制造后对芯片功能的测试。超精密气浮平台提供晶圆自动上下片、找中心、对准、

定位,具有超精密的机械移动定位功能,定位晶圆进行精密检测。
  

  虽然检测设备相对于晶圆代工设备,如光刻、刻蚀等设备而言,制造技术难度低,但仍然被国外半导体检测设备大厂科磊、泰瑞达、爱德万等垄断。中国相

关企业目前主要在晶圆检测和终测领域有较活跃的发展。而这两大环节的检测设备价值量约占整体半导体制造设备产值约9% 左右。

3、中国半导体检测设备正在崛起
  测试设备需求旺盛,国内公司已有一定技术积累,部分设备实现国产替代。长川科技、华峰测控、精测电子等国内公司在分选机和测试机、模拟芯片和数模

混合芯片测试设备、膜厚/光学关键尺寸量测设备、电子束量测设备、泛半导体设备等领域都取得了显著成果,和国外厂商减小差距,并向国际一流集成电路检

测技术制高点攻坚。

  随着半导体产业同时迈入后摩尔时代与后PC时代,全球半导体市场增速明显放缓,中国已成为带动全球半导体市场增长的主要动力。在过去的二十多年中,凭

低廉的劳动力成本,中国获取了部分国外半导体封装、制造等业务,通过不断的技术引进和人才培养,已经完成了半导体产业的原始积累。但仍需要加快追赶国

际先进水平,提升自给率。

                                                


4、半导体设备行业投资价值
  半导体设备行业投资的核心价值在于两个方面,一是核心高端科技的自主可控国产替代 需要,二是确定性较高的市场增长前景。

  我国半导体上游在中低端技术层面已基本可实 现国产替代,但高端技术层面整体仍依赖西方巨头企业。中国目前已稳居世界第一梯队 经济和军事强国地位,

科技创新力显著增强,在高端核心科技领域拥有自主可控权是确 保我国产业经济可独立自主稳健增长的重要基石。


  从近期美国在俄乌冲突中的制裁措施 便可看出,在重大冲突面前,以美国为首的西方国家是可以进行全盘技术产品停供的, 这对我国提出了进一步的重要警示。

  半导体设备是芯片制造的主要器材,受益下游需求增长拥有持续高企的市场景气度。物 联网、人工智能、新能源汽车、5G等新兴科技产业的大发展对整体芯片

提出了暴增 式的需求,进而为晶圆厂资本开支提供了不断上升的动力。


  大量资本开支主要用于相关产线建设,尤其设备的购买。并且,由于新兴科技对芯片产品性能、 集成度等要求不断提高,导致芯片制程不断精进,国际先进水平

至3nm,使得相关制造 设备的投资成本显著增长,为半导体设备提供了除规模增长之外的价值量提升。

芯片扩产带动检测设备需求增长,实现国产替代还需要多久?
中国大陆是全球最大的电子终端消费市场和半导体销售市场,吸引着全球半导体产业向大陆的迁移。从产业链配套层面来看,在中游晶圆制造环节,中国具备成为全球最大晶圆产能基地的潜力。
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