电子行业深度报告：测试行业研究框架

测试行业研究框架——行业深度报告分析师：陈杭执业证书编号： S1220519110008联系人：李萌证券研究报告电子行业2021年4月8日目录一、测试行业投资逻辑框架测试产业链：海外占据制高点，中国加速追赶国内四大封测厂加码封装：助推上游测试设备厂从测试产业链看测试投资地图二、详解测试：贯穿IC设计、生产、封测过程的核心环节三、知己知彼：测试的全球格局与行业龙头四、中国测试：发展迅猛，测试机为主半导体测试：贯穿IC产业链rQmPrPyRrQqQqPpMtMnRnMaQdNbRnPrRoMqReRqQnRfQrRyR7NtRoMvPtRsNwMnPrR从测试产业链看测试投资地图资料来源：方正证券研究所中国测试市场前景测试设备产业链测试供应商176亿元398亿元2020年2026年前道检测设备Soc及数字芯片检测存储芯片检测模拟及功率芯片检测上游中游后道检测设备继电器PCB电路板晶圆厂第三方独立测试厂封测厂占半导体产线资本支出8%下游国外测试三巨头国内测试公司资料来源：华峰测控招股说明书， 桃芯科技，方正证券研究所整半导体测试：贯穿IC产业链晶圆制造封装测试拉单晶扩散刻蚀光刻薄膜沉淀磨外圆CMP磨削/研磨倒角切片成品测试切筋/成型模塑引线键合贴片晶圆切割背面减薄离子注入CMP金属化晶圆检测打点标记判断合规与否采集输出信号施加输入信号链接Pad点逐片传送晶圆标记&分选&收料判断合规与否采集输出信号施加输入信号链接芯片引脚逐片传送晶圆探针台测试机探针台分选机分选机测试机设计验证系统设计逻辑设计电路设计物理设计测试机、分选机、探针台集成电路产业链国内四大封测厂定增加码封测，助推上游测试设备厂 在国内封测需求增加、产能吃紧、价格上升的情况下，国内四大封测厂长电科技、通富微电、华天科技、晶方科技，纷纷募资扩产，有利拉动上游测试设备厂。资料来源：WIND，方正证券研究所整理长电科技华天科技通富微电晶方科技公司名称拟募集资金拟募集资金的封测用途50亿40亿51亿14亿 高密度集成电路及系统高级封装 通信用高密度混合集成电路及模块封装 封测二期工程 车载品智能封装测试 高性能中央处理器等集成电路封测 集成电路多芯片封装扩大规模项目 高密度系统级集成电路封装测试扩大规模项目 TSV及FC集成电路封测产业化项目 存储及射频类集成电路封测产业化项目 12英寸TSV及异质集成电路智能传感器封测端增量35亿29.8亿44亿14亿122.8亿国内测试产业链国内测试产业链分选机、测试机华峰测控探针机长川科技上海睿励格兰仕测试代工厂长电科技资料来源：金智创新，方正证券研究所整理华天科技通富微电晶方科技中电45所北方华创瑞科仪器华荣集团设计厂商卓胜微汇顶飞腾深科技华峰测控长川科技精测电子华兴源创精测电子华兴源创利杨芯片华岭股份测试设备金海通上海中艺格朗瑞赛腾股份华为海思紫光展锐韦尔豪威海外测试产业链海外测试产业链分选机、测试机美国安捷伦探针机德国Ingun美国QA美国泰瑞达日本爱德万美国MicroXact测试代工厂设计厂商日月光资料来源：金智创新，方正证券研究所整理安靠高通三星苹果博通英特尔AMD英伟达索尼力成科技京元电子联合科技美国科天测试设备美国科利登美国科休目录一、测试行业投资逻辑框架测试四大环节：设计验证、工艺监控、晶圆测试、成品测试测试的未来趋势剖析：专业分工细化半导体测试的定义及基本流程二、详解测试：贯穿IC全产业链三、知己知彼：测试的全球格局与行业龙头四、中国测试自主之路：发展迅猛，测试机为主 半导体测试作为半导体设计、生产、封装、测试流程中的重要步骤，是使用特定器具，通过对待检器件DUT（Device Under Test）的检测，区别缺陷、验证器件是否符合设计目标、分离好品与坏品的过程。 半导体测试可以确保生产芯片达到要求良率，降低成本浪费，同时提供有效测试数据，改善设计与制造。 根据电子系统故障检测中的“十倍法则”：若芯片测试未能发现芯片设计制造的相关故障问题，那么在电路板（PCB）级别发现故障的成本则会升至芯片级别的十倍。以此类推成本以指数形式增长。 半导体测试基本工作机制为：编写程序-产生测试向量-施加给DUT-产生输出反馈-与编程值进行对比-得出测试结果。半导体测试定义与基本工作机制半导体测试基本工作机制匹配输出反馈编程值比较是通过淘汰否产生信号集成电路缺陷示例电子系统故障“十倍法则”资料来源：《芯片验证测试及失效分析技术研究》，微电子制造，桃芯科技，方正证券研究所整理单位：美元 半导体测试环节不仅是封装后的成品测试（FT），其涉及到整个芯片生产流程，以保证芯片符合要求。IC生产流程中所经历的测试主要分为设计验证、工艺监控测试、晶圆测试、成品测试、可靠性测试以及用户测试。其中前四个发生在制造过程中，为主要研究对象。 测试过程中需要设备有分选机、探针机、测试机以及光学显微镜、缺陷观测设备等，对应不同测试环节。半导体测试环节分类及对应设备资料来源：华峰测控招股说明书，方正证券研究所整理IC测试主要环节与对应设备将IC应用于下游(如3C电子产品，汽车电子，智能制造等)用户需求集成电路设计逻辑设计图形设计线路图设计集成电路制造氧化刻蚀离子注射光刻沉积抛光封装测试划片、装片键合塑封电镀切筋成型电性测试老化测试线路图设计将线路图光刻在晶圆上切割后封装测试设计验证测试过程控制测试（在线参数测试）硅片拣选测试（CP测试）老化测试、电性测试（FT测试）测试机分选机探针台量测设备、质谱仪、原子显微镜、光罩缺陷检查机等测试机探针台测试机分选机 设计验证主要检测芯片样品功能设计，在生产前进行。设计验证针对的是芯片样品，主要工作是检测芯片设计的功能是否能够达到客户要求，经过设计验证的产品型号才会开始进入量产。 由于其发生在芯片制造最早环节，性价比相对最高。 设计验证过程中需要使用全部半导体测试设备。包含过程工艺检测过程中的光学设备等、晶圆检测中的探针台等以及最终检测过程中的分选机、测试机等。 设计环节主要包含系统设计、逻辑设计、电路设计、物理设计，最终进行投产制造，针对不同环节，需要进行不同测试。 目前全球产业链主要芯片设计公司有博通、高通、英伟达，中国代表企业有华为海思等，部分设计公司自身配备部分设计验证产能，以保证安全性、数据不外泄。设计验证：主要内容资料来源：新鼎资本，桃芯科技，方正证券研究所整理功能设计硬件/软件分区逻辑优化技术映射（mapping）模拟宏观设计设计制造性能建模能力评估能力评估系统仿真功能评估测试结构测试逻辑插入测试模型生成缺陷测试系统设计逻辑设计电路设计物理设计逻辑互联规划Power, noise signal integrity3D ExtractionDynamic Timing/Si VerificationEquivalence CheckingLayout CheckingCircuit SimulationFormal Checking排名公司2019（亿美元）2020（亿美元）同比(%)1高通145.2194.133.72博通172.5177.52.93英伟达101.3154.152.24联发科79.6109.337.35超微67.397.6