一文看懂ATE，國產機會在哪裏？_風聞

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半導體測試貫穿設計、生產過程的核心環節。半導體測試就是通過測量半導體的輸出響應和預期輸出並進行比較以確定或評估集成電路功能和性能的過程，其測試內容主要為電學參數測試。一般來説，每個芯片都要經過兩類測試：

（1）參數測試。參數測試是確定芯片管腳是否符合各種上升和下降時間、建立和保持時間、高低電壓閾值和高低電流規範，包括DC（Direct Current）參數測試與AC（Alternating Current）參數測試。DC參數測試包括短路測試、開路測試、最大電流測試等。AC參數測試包括傳輸延遲測試、建立和保持時間測試、功能速度測試等。這些測試通常都是與工藝相關的。CMOS輸出電壓測量不需要負載，而TTL器件則需要電流負載。

（2）功能測試。功能測試決定芯片的內部數字邏輯和模擬子系統的行為是否符合期望。這些測試由輸入適量和相應的響應構成。他們通過測試芯片內部節點來檢查一個驗證過的設計是否正產工作。功能測試對邏輯電路的典型故障有很高的覆蓋率。

測試成本與測試時間成正比，而測試時間取決於測試行為，包括低速的參數測試和高速的矢量測試（功能測試）。其中參數測試的時間與管腳的數目成比例，適量測試的時間依賴於矢量的數目和時鐘頻率。測試的成本主要是功能測試。

半導體測試貫穿設計、製造、封裝、應用全過程。從最初形成滿足特定功能需求的芯片設計，經過晶圓製造、封裝環節，在最終形成合格產品前，需要檢測產品是否符合各種規範。按生產流程分類。半導體測試可以按生產流程可以分為三類：驗證測試、晶圓測試測試、封裝檢測。

（1） 驗證測試：又稱實驗室測試或特性測試，是在器件進入量產之前驗證設計是否正確，需要進行功能測試和全面的AC/DC。特性測試確定器件工作參數的範圍。通常測試最壞情況，因為它比平均情況更容易評估，並且通過此類測試的器件將會在其他任何條件下工作。

（2） 晶圓測試：每一塊加加工完成後的芯片都需要進行晶圓測試，他沒有特性測試全面，但必須判定芯片是否符合設計的質量和需求。測試矢量需要高的故障覆蓋率，但不需要覆蓋所有的功能和數據類型。晶圓測試主要考慮的是測試成本，需要測試時間最小，只做通過/不通過的判決。

（3） 封裝測試：是在封裝完成後的測試。根據具體情況，這個測試內容可以與生產測試相似，或者比生產測試更全面一些，甚至可以在特定的應用系統中測試。封裝測試最重要的目標就是避免將有缺陷的器件放入系統之中。晶圓測試又稱前道測試、“Circuit porbing”（即CP測試）、“Wafer porbing”或者“Die sort”。

晶圓測試大致分為兩個步驟：

①單晶硅棒經標準制程製作的晶圓，在芯片之間的劃片道上會有預設的測試結構圖，在首層金屬刻蝕完成後，對測試結構圖進行晶圓可靠性參數測試（WAT）來監控晶圓製作工藝是否穩定，對不合格的芯片進行墨點標記，得到芯片和微電子測試結構的統計量；

②晶圓製作完成後，針對製作工藝合格的晶圓再進行CP測試（Circuit Probing），通過完成晶圓上芯片的電參數測試，反饋芯片設計環節的信息。完成晶圓測試後，合格產品才會進入切片和封裝步驟。

封裝測試：在一個Die封裝之後，需要經過生產流程中的再次測試。這次測試稱為“Final test”（即通常説的FT測試）或“Package test”、成品測試。在電路的特性要求界限方面，FT測試通常執行比CP測試更為嚴格的標準。芯片也許會在多組温度條件下進行多次測試以確保那些對温度敏感的特徵參數。商業用途（民品）芯片通常會經過0℃、25℃和75℃條件下的測試，而軍事用途（軍品）芯片則需要經過 -55℃、25℃和125℃。

不同測試環節的測試參數和應用場景稍有區別。晶圓測試的對象是未劃片的整個晶圓，屬於在前端工序中對半成品的測試，目的是監控前道工藝良率，並降低後道封裝成本。而成品測試是對完成封裝的集成電路產品進行最後的質量檢測，主要是針對芯片應用方面的測試，有些甚至是待機測試，以保證出廠產品的合格率。CP測試與成品測試的測試參數大體是相似的，但由於探針的容許電流有限，CP測試通常不能進行大電流測試項。此外，CP測試的常見室温為25℃左右，而成品測試有時需要在75-90℃的温度下進行。

半導體檢測是產品良率和成本管理的重要環節，在半導體制造過程有着舉足輕重的地位。面臨降低測試成本和提高產品良率的壓力，測試環節將在產業鏈中佔據更為重要的地位。摩爾定律預測，芯片上的元器件數目每隔18個月會增加一倍，單位元器件的材料成本和製造成本會成倍降低，但芯片的複雜化將使測試成本不斷增加。

根據ITRS的數據，單位晶體管的測試成本在2012年前後與製造成本持平，並在2014年之後完成超越，佔據芯片總成本的35-55%。另外，隨着芯片製程不斷突破物理極限，集成度也越來越高，測試環節對產品良率的監控將會愈發重要。

ATE 迭代速度較慢，設備商充分享受技術沉澱成果

ATE迭代速度較慢，主力產品生命週期長。半導體自動化測試系統不屬於工藝設備，和製程的直接相關度較低，產品迭代速度較慢，單類產品的存在時間較長，設備商享受技術沉澱成果。市場目前主流的ATE多是在同一測試技術平台通過更換不同測試模塊來實現多種類別的測試，提高平台延展性。例如國際半導體測試機龍頭泰瑞達的模擬及數模混合測試平台ETS-364/ETS-600由Eagle Test System於2001年推出，目前仍在泰瑞達官網銷售。愛德萬的V93000機型、T2000機型分別於1999年、2003年推出。根據愛德萬官方數據，2014年V93000出貨超過500台，截至2015年3月16日累計出貨4000台，2017年更是創下累計出貨5000台的記錄，即使在2019年也有單筆訂單超過30台的情況。

而這兩款機型之所以能夠維持如此好的銷售成績，是因為ATE設備僅需更換測試模塊和板卡就可實現多種類測試以及測試性能提升，而不需要更換機器。V93000在更換AVI64模塊之後將測試範圍擴大到了電源市場和模擬市場，而更換PVI8板卡後不僅可以實現大功率電壓/電流的測量，並且測試速度更快，測量更精準，更換WaveScale板卡後可實現高並行，多芯片同測及芯片內並行測試，大大降低了測試成本與時間。而T2000也可以通過組合不同的模塊完成對SoC器件、RF、CMOS圖像、大功率器件以及IGBT的測試。於是一款ATE設備可以在市場上存在20年之久且依然有良好的銷售業績，設備商從而可以享受技術沉澱的成果。

半導體測試機的技術核心在於功能集成、精度與速度、與可延展性。隨着芯片工藝的發展，一片芯片上承載的功能越來越多，測試機需要測試的範圍也越來越大，這就對測試機提出了考驗，測試機的測試覆蓋範圍越廣，能夠測試的項目越多，就越受客户青睞。同時，企業購買測試機就是為了把不符合要求的產品精準地判斷出來，於是測試機的測試精度也成了技術核心之一，測試精度的重要指標包括測試電流、電壓、電容、時間量等參數的精度，先進設備一般能夠在電流測量上能達到皮安（pA）量級的精度，在電壓測量上達到微伏（μV）量級的精度，在電容測量上能達到0.01皮法（pF）量級的精度，在時間量測量上能達到百皮秒（pS）。

同時，隨着市場對半導體的需求越來越大，半導體生產商為了提高出貨速度，會希望測試的時間越少越好，這就要求測試機的測試速度越快越好，主要指標有響應速度等，先進設備的響應速度一般都達到了微秒級。最後，因為半導體的測試要求不同且發展很快，而測試機的投入較高，測試機的可延展性也成為了買家關心的重點，這項技術具體體現在測試機能否根據需要靈活地增加測試功能、通道和工位數。例如愛德萬的T2000測試機就可以通過組合不同的測試模塊從而靈活實現對數字、電源、模擬、功率器件、圖像傳感器和射頻的測試等。

跟隨半導體產品不斷推進的測試需求。測試機的價格相對昂貴，通常為數百萬元，針對不同測試對象而頻繁更換測試機將帶來大量資本開支。因此，目前的高端測試機已經由自動測試設備向開放式測試平台方向發展，基於開放式系統（如OpenStar2000等），通過搭建自定義的PXI模塊，以適應日益增多的待測參數需求，增強了測試機的靈活性和兼容性。

由於元器件設計和生產工藝的不斷進步，器件性能迅速提升，產品生命週期越來越短，相應的測試設備也必須及時升級換代，近年來國內集成電路測試需求主要包括：

①模擬信號測試強調大功率、高精度、覆蓋關鍵交流參數；②數字信號測試從中低速向高速跨越式發展，測試通道數倍增；③混合信號測試從模擬信號測試中逐漸剝離，追求高速、高帶寬、高採樣率，射頻（RF）測試的需求日漸增長；④存儲器測試產品更新換代較快，需要獨立的測試平台。

具備可觀的市場空間，需求趨勢向上

半導體測試設備具備可觀的市場空間。半導體檢測（包括過程工藝控制與半導體測試）的廣泛應用以及對良率和成本的重要性，總體檢測設備的投資與光刻、刻蝕等關鍵工藝相差無幾。

根據SEMI數據，在全球半導體設備市場中，近年來前段晶圓加工設備部分，光刻、刻蝕、薄膜沉積設備各佔約20%的市場；在檢測設備領域，包括工藝過程控制、CP測試、FT測試等，其佔整個半導體設備市場空間的大致在15%~20%，其中半導體測試設備（包括ATE、探針台、分選機）大概佔比8%~10%。

半導體測試設備主要包括三類：ATE、探針台、分選機。其中測試功能由測試機實現，而探針台和分選機實現的則是機械功能，將被測晶圓/芯片揀選至測試機進行檢測。探針台和分選機的主要區別在於，探針台針對的是晶圓級檢測，而分選機則是針對封裝的芯片級檢測。根據SEMI，ATE大致佔到半導體測試設備的2/3，探針台和分選機合計佔到半導體測試設備的1/3。

從ATE的歷史發展看，1960s行業起步，在1990s~2000s伴隨下游行業快速增長。在半導體行業上一輪大的景氣週期中（2001年-2009年），全球半導體測試設備銷售額在2006年達到頂點，當年銷售額達到64.2億美元，佔半導體設備總銷售額的15.9%。

值得注意的是，在這一時期半導體測試設備行業處於快速成長期，下游需求旺盛，市場也在不斷推出更適應當前需求的新產品，測試成本佔比較高，在2003年到2006年半導體測試設備佔半導體設備總銷售額的比重都超過15%。

而隨着測試產品逐步成熟，下游需求增長放緩，市場競爭開始加劇，測試設備成本被壓縮，主要的成本向前道（主要是光刻、刻蝕、薄膜沉積設備、過成功工藝控制等）傾斜，同時測試設備市場份額逐步向頭部集中。目前全球半導體測試設備市場已經非常成熟，測試設備佔半導體設備銷售額穩定在8%~10%。

根據SEMI數據，2018年全球半導體測試設備整體市場規模約56.3億美元，其中，SoC類和數字集成電路測試設備市場規模約為25.5億美元。2015-2018年全球半導體測試設備需求穩步增長，年均複合增速達到19.0%。

豐富的產業鏈客户，國產化趨勢推動市場擴張

對應測試在半導體設計製造過程的應用，半導體測試系統企業的客户包含：（1）IDM模式下，IDM廠商。（2）晶圓分工模式下，IC設計企業（Fabless）、代工廠、封裝測試企業（OSAT）。

此外，對國際大廠而言，原始設備製造商（OEM）是非常重要的一類客户，主要通過直接採購、以及通過對代工廠、封測廠的間接採購。從對ATE的需求量來看，封測環節>製造環節>設計環節。在封測環節，成品測試要求每一顆都要全參數測試，測試量大。晶圓製造環節，由於是半成品，所以以測試基本功能和主要參數為主，一般都是多工位測試，測試效率高，整體對測試機的需求量低於封測廠。設計公司買測試機目的是工程驗證，以及問題驗證和解決，對測試機的需求量相對較小。

因而，對ATE廠商來説，晶圓製造廠商（包括IDM和代工廠）以及封測廠是設備直接採購主力。值得注意的是，設計廠商、以及OEM也是重要的客户，包括直接採購，以及通過對代工廠、封測廠的間接採購。代工廠、封測廠往往會基於OEM、IDM以及設計廠的要求或建議來採購ATE。從泰瑞達的客户結構看，近幾年，單一客户曾創造當年10%以上的收入的客户包括蘋果公司、台積電等。

根據泰瑞達年報，2012-2013年公司來自蘋果公司的收入佔公司總收入達到10%、12%。2016-2017年公司來自台積電的收入佔比達到12%~13%。而考慮直接採購、以及通過代工廠與封測廠間接採購，在2014-2016年某OEM客户收入佔泰瑞達總收入的比重達到22%、23%、25%，這其中包含了通過台積電、JA Mitsui Leasing公司的銷售。

近兩年，來自華為的需求快速增長，根據泰瑞達2019年年報，2017-2019年公司來自華為的銷售收入（包括直接採購，以及通過代工廠、封測廠採購）的佔比分別達到1%、4%、11%。泰瑞達2019年收入22.95億美元，由此計算2019年公司來自華為的銷售收入達到2.52億美元。

從國內公司的情況看，國內ATE廠商需求主要來自國內封測廠，主要是受益國內封測產業近年來的快速擴張。包括長電科技、華天科技、通富微電等3家國內封測領先企業，2013-2018年合計收入規模從93.2億元擴張至382.0億元，年均複合增速32.6%；相對應的，三家企業2013-2018年資本開支水平從17.7億元增長至81.8億元，年均複合增速35.9%。

這一時期，持續快速擴張的國內封測巨頭是國內ATE廠商最重要的客户，佔據收入份額的絕大部分。以長川科技為例，2014-2016年公司的前兩大客户華天科技、長電科技佔公司總收入的比重每年均超過60%，前五大客户收入佔比均在80%左右。

而隨着當下國內半導體產業全面國產化，產業鏈前端的製造、設計環節，對國內ATE需求將得到顯著提升，豐富的產業鏈客户有助於國內ATE需求的穩健攀升。以華峯測控為例， 2018年公司收入2.19億元，是2016年收入的1.95倍。其中客户結構顯示以下變化：（1）客户集中度進一步下降，2018年公司前五大客户集中度僅38.6%，較2016年下降10.1個百分點。（2）發展了豐富的設計企業客户資源。

2017-2018年設計企業芯源系統連續兩年進入公司前五大客户，2017-2018年公司來自芯源系統的收入分別為1458萬元、1444萬元。根據公司招股書，公司擁有百家集成電路設計企業客户資源，也與超過三百家以上的集成電路設計企業保持了業務合作關係。（3）製造環節的客户需求在增加。

設計廠商主要負責芯片的設計環節，他們會直接對測試設備產生需求，也會間接推動自己的代工廠購買同一家企業的測試設備從而產生需求。隨着國內研發能力的不斷增強，不少國內芯片設計企業開始佔據領先地位，根據智研諮詢數據，2018年中國有11家企業上榜全球前五十芯片設計企業，而在2009年，這個數據僅為1家，而隨着5G、AI等新一輪科技逐漸走向產業化，國內芯片行業將會迎來良好發展，從而給國內測試設備市場帶來需求。

我們統計了10家芯片設計上市公司的數據，包括匯頂科技、兆易創新、紫光國微等，10家公司2019Q3營業收入155.5億元，同比增長49.7%；10家公司2019年歸母淨利潤57.6億元，同比增長81.6%。2016-2019年十家公司歸母淨利潤的年均複合增速達到44.3%。

華為產業鏈加速國產化的機遇。處於供應鏈安全考量，華為產業鏈有望加速國產化，包括代工行業、封測行業都有望受益華為需求向國內轉移的良好機遇。華為對ATE的需求路徑包括：（1）華為自身的測試需求，包括各部門的實驗室等。（2）對產業鏈服務需求的增長，包括對代工環節、封測環節的需求增長，由此推動ATE需求。其中華為可能影響對應代工廠、封測廠對ATE產品的選擇。

根據泰瑞達2019年年報，2019年泰瑞達來自華為（包括直接及間接）的收入佔公司總收入比重達到11%，達到2.52億美元，來自華為的需求正快速增長，未來需求仍然有進一步提升的空間。根據泰瑞達2016年年報，在2014-2016年某OEM客户收入佔泰瑞達總收入的比重達到22%、23%、25%（其中包含了通過台積電、JA Mitsui Leasing公司的銷售），由此計算該OEM客户2014-2016年貢獻泰瑞達收入達到3.62億美元、3.77億美元、4.38億美元。

在封測環節，目前為止華為主要以外包測試為主，主要是國內及中國台灣封測廠。以華為海思為例，2018年收入501億元，同比增長34%。按照採購成本60億美元，其中封測成本佔比25%計算，則華為海思每年的封測訂單需求為15億美元；同時海思仍保持較高的增長。因此，華為等半導體需求大客户的轉單將給中國內地封測廠商帶來明顯增量，使得中國內地封測行業的景氣度回升高於全球平均水平。

在製造環節，中芯國際第一代14nm FinFET已成功量產並於2019Q4貢獻有意義的營收（客户以國內為主，產品涵蓋中低端手機CPU、Modem及礦機等），產能計劃從當前3-5K/月擴充至2020年底的15K/月；12nm FinFET已進入風險生產，同時第二代FinFET N+1技術平台研發與客户導入進展順利。）。

國內半導體設備行業將充分受益邏輯廠與存儲器廠雙倍投資強度，具體的擴產邏輯有所區別：

1.晶圓代工廠。代工模式的核心在於“服務”，晶圓代工廠通常提供一個工藝技術平台，根據客户需求提供客製化產品與服務，發展壯大的關鍵在於覆蓋更多的客户、滿足客户更多的需求，因而晶圓代工廠的擴廠也是為了匹配客户需求、通常是順應市場需求發展趨勢的。當市場需求旺盛時，積極的資本開支以滿足日益增長的下游需求，也是公司未來成長的動力。面向客户需求，晶圓代工廠的產能擴張情景主要有2類：（1）產能需求。即現有產能利用飽滿，為匹配客户產能需求而擴大產能。（2）工藝需求。即為滿足客户更多需求或者擴大客户覆蓋面，進行工藝升級而新增產能。

2019年以來行業的積極變化是，產業景氣度持續攀升，晶圓代工廠產能利用率不斷提升，促使代工廠積極規劃資本開支。以中芯國際為例，根據公司季度報告，中芯國際19Q4的產能利用率進一步提升至98.8%，公司計劃2020年資本開支31億美元，較2019年的20億美元大幅提升。

2.存儲器廠。與代工廠不同，存儲器廠採用IDM模式，直接提供半導體產品。由於存儲芯片技術標準化程度高，各家廠商的產品容量、封裝形式都遵循標準的接口，性能也無太大差別，在同質化競爭情況下，存儲廠商通過提升製造工藝，提供製造產能，利用規模優勢降低成本，從而贏得市場。為了提高競爭力、搶佔市場份額，存儲器廠可能採取逆市擴張的策略。當前中國存儲器產業面臨重大機遇，促使國內存儲器廠商積極進行工藝研發與產能建設，長期性與規模性的下游投資將對國產裝備創造極佳的成長環境。其中長江存儲與合肥長鑫都將在2020年進入積極的產能爬坡期，預期將促使設備需求大幅增長。

產能於工藝驅動，深挖細分領域市場機遇

集成電路從功能、結構角度主要分為數字集成電路、模擬集成電路與數/模混合集成電路三類，其中：數字集成電路主要與數字信號的產生、放大和處理有關，數字信號即在時間和幅度上離散變化的信號；模擬集成電路主要與模擬信號的產生、放大和處理有關，模擬信號及幅度對時間連續變化的信號，包括一切的感知，譬如圖像、聲音、觸感、温度、濕度等；數/模混合集成電路是指輸入模擬或數字信號，輸出為數字或模擬信號的集成電路。

根據WSTS，2018年全球半導體銷售額中，集成電路銷售額3933億美元，佔83.9%。包括存儲器1580億美元，佔比33.7%；邏輯電路1093元，佔比23.3%；微處理器672億美元，佔比14.3%；模擬電路588億美元，佔比12.5%。由於不同類型芯片的測試需求的側重點不同，半導體測試系統包括多個細分領域。半導體測試機主要細分領域為存儲器、SoC、模擬、數字、分立器件和 RF測試機。

全球ATE市場以存儲器和SoC測試佔據絕大部分。而國內在模擬測試、分立器件測試等領域仍然有良好的市場空間。根據泰瑞達年報，2018年全球ATE市場約40億美元。結構方面，2017年全球ATE市場為33.5億美元，其中SoC測試設備24億美元，佔ATE總市場的71.6%；存儲器測試系統6.5億美元，佔19%；而餘下的3億美元，則分散在模擬測試、數字邏輯測試、RF測試等眾多領域。

根據賽迪顧問，2018年國內ATE市場36.0億元，同比增長41.7%。其中存儲器測試機和SoC測試機分別佔比43.8%、23.5%。此外，數字測試機、模擬測試機、分立器件測試機佔比分別達到12.7%、12.0%以及6.8%，RF測試機為0.9%。

國內ATE需求結構與全球整體有較大差異，主要是由下游市場需求所決定。由於國內目前高端芯片的國產化仍然處於較低水平， 所以SoC測試系統需求佔比較全球整體水平有較大差距，未來伴隨汽車電動化、5G和人工智能等的迅速發展和未來中國在SoC芯片和封測領域的國產化，國內SoC測試需求有望持續攀升。

存儲器推動測試設備需求

存儲芯片與邏輯芯片的測試區別。存儲器芯片必須經過許多必要的測試以保證其功能正確，這些測試主要用來確保芯片不包括以下錯誤：存儲單元短路、存儲單元開路、存儲單元干擾等。由於存儲單元類型多樣化，存儲器內部還有大量的模擬部件，其中一些部件不能直接進行存取操作，而且存儲器的每一個單元可能處於不同的狀態，按邏輯測試方法測試需要龐大的測試圖形，這些特性決定了存儲器測試要求與模擬電路和數字電路不同。存儲器芯片測試時使用測試向量進行錯誤檢測，測試向量是施加給存儲芯片的一些列功能，即不同的讀和寫的功能組合。

存儲測試系統需求由存儲芯片擴產驅動。存儲器是一個週期性極強的產業，強於半導體產業整體週期性。下游需求的週期波動、市場份額集中的格局、產品的標準化屬性導致存儲器行業歷史上容易出現大幅的波動。由於存儲器行業的強週期性，行業的資本開支也呈現較強的波動，從而導致存儲測試系統需求的週期波動。

在2007年之前，存儲器測試還佔據全部半導體自動測試設備市場的30%~40%；在2008年金融危機後，雖然到2010年存儲器產品銷售額已有良好的恢復，佔半導體總市場的比重恢復至2006-2007年水平，但存儲器測試設備的市場已經進一步被侵蝕，2009年存儲器測試設備比重降至11%左右，此後存儲器測試設備基本在17%~22%之間。

由於2017-2018年存儲器行業需求高景氣，國際存儲器巨頭紛紛擴產，推動了存儲測試系統的快速增長。根據愛德萬年報，2017-2018年全球存儲ATE銷售額分別為7.5億美元、11.5億美元。2019年由於下游存儲器行業景氣下滑，對存儲測試系統的需求也受到較大影響。根據愛德萬年報，2019年全球存儲ATE市場6.5億美元。

SoC測試：ATE最大的細分領域

SOC測試佔據大部分市場，趨勢持續向上。進入新世紀以來，互聯網大範圍推廣。同時，蘋果推出智能手機、谷歌推出安卓系統，移動通訊進入爆發期，迅速取代PC成為新的驅動力。

不同於台式電腦，人們對智能手機等消費類電子產品提出了輕薄短小、多功能和低功耗等新要求。在20世紀90年代中期誕生的SoC技術滿足了人們這一需求，反過來對於消費類電子產品日益增長的需求也促使着SoC芯片產業的發展。而SoC芯片的快速發展也帶來了對SoC測試設備的大量需求，SoC測試設備逐漸成為自動測試設備市場新的增長驅動力。根據愛德萬年報，2017-2019年全球SoC測試系統市場規模分別為22億美元、25.5億美元、27億美元，保持穩步增長。

SoC芯片可使系統級產品具有高可靠、實時性、高集成、低功耗等優點，廣泛應用於工業控制、航空航天、移動通信、消費類電子、汽車電子、醫療電子設備等領域。與傳統芯片不同， SoC芯片集成了微處理器、模擬IP核、數字IP核以及片外存儲器控制接口等功能，其核心技術在於IP核的複用，這些模塊可以是模擬、數字或數模混合類型，不同模塊的頻率、電壓、測試原理也不同。同時，高集成度造成測試的數據量和時間成倍增長，測試功耗也是傳統測試項目的2~4倍。因此SoC的複雜性使得傳統測試機難以滿足需求，專業的SoC測試機具有強大的並測能力，通過合理規劃調度各個IP核完成併發測試，有效地降低了測試時間和測試成本。由於產品難以複製，客户願意支付更高的溢價購買設備。

模擬測試測試設備提供穩定需求

根據WSTS，2018年全球模擬芯片銷售額588億元，佔全球集成電路銷售額的14.9%。模擬芯片的兩個主要用途包括電源管理與信號鏈路。模擬IC產品在各大電子系統基本上都會使用到，涉及下游應用有通信、汽車、工控醫療、消費類家電產品等。在數字電路系統中也會提供電源管理、穩壓等功能。其中電源管理芯片是模擬芯片的主要部分。

根據IDC數據，2017年電源管理芯片佔模擬芯片的53%左右（包括標準power IC和模擬ASSP用途的power IC），電源管理用途在家電、工業用途相對較為成熟，技術更新迭代較慢，技術壁壘相對較低，國內佈局廠商較多，包括聖邦股份、矽力傑、韋爾股份、富滿電子、中穎電子等。信號鏈路芯片可細分為非power IC的模擬ASSP、放大器、比較器、數據轉換芯片等，根據IDC數據，2017年信號鏈路芯片佔模擬芯片的47%，國內佈局廠商較少，以華為海思、聖邦股份為主。

模擬測試系統是國內ATE的重要組成部分，下游模擬芯片的需求穩定帶來了模擬測試系統的穩定需求。根據賽迪顧問，2018年國內模擬測試機市場規模4.3億元，佔國內ATE的12.0%。一方面，模擬芯片下游應用非常廣泛，而單一下游市場規模相對較小，競爭者通常專注差異市場，廠商之間的產品重疊度較低、競爭較小。另一方面，模擬芯片產品生命週期較長，模擬類產品下游汽車、工業用途要求以可靠性、安全行為主，偏好性能成熟穩定類產品的同時資格認可相對較為嚴格，同時先進製程對於模擬類產品推動作用較小，基本不受摩爾定律推動，因此模擬類產品性能更新迭代較慢。因此模擬類產品生命週期較長，一般不低於10年。

目前國內ATE廠商的測試機產品主要集中在模擬測試以及數模混合測試系統。在國內模擬測試系統領域，包括華峯測控、長川科技等國內ATE領先企業已經佔據了相當的市場份額。根據華峯測控的招股説明書，公司2018年境內模擬測試相關收入1.73億元，佔中國模擬測試機市場的份額為40.14%。

全球市場高度集中，國產設備向中高端進階

自動測試設備（ATE，Automatic Test Equipment）是檢測芯片功能和性能的專用設備，測試機對芯片施加輸入信號，採集被檢測芯片的輸出信號與預期值進行比較，判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性。ATE行業從1960s誕生以來，其發展大致可歸納為以下幾個階段：

（1）起步階段：1960s~1970s，行業成立初期，在仙童半導體的主導下得以發展。ATE行業最早產生於1960s，龍頭企業泰瑞達便是成立於1960年，但行業最開始的發展並不是由這些獨立的設備商引導，而是由半導體企業主導的。ATE最開始就是由仙童半導體、德州儀器等企業生產用於內部使用，在70年代末之前，仙童半導體掌握着全球範圍70%的ATE市場。

（2）發展初期：1980s，ATE市場開始成為廣泛的市場，獨立的設備商嶄露頭角。隨着CMOS技術開始起步，高管腳數門陣列器件的時代到來，測試要求提升，但仙童半導體在開發新的ATE系統上卻遭遇失敗，隨後將其ATE部門賣給斯倫貝謝。而在這一段時間，日本愛德萬在日本大力發展本國半導體產業的背景下得到迅速發展，泰瑞達從模擬測試供應商成長為數字測試和存儲測試供應商，另外還包括GanRad、LTX、Agilent（安捷倫）等眾多ATE公司出現，ATE發展成為廣泛的市場。

（3）規模階段：1990s，主要的ATE設備商開始形成規模，並開始出現合併行為。根據WSTS數據，1991年全球半導體銷售額僅546億美元，到2000年增長至2044億美元，增長274.%。隨着下游半導體行業的迅速發展，設備商也得以規模成長，同時行業開始出現併購活動，行業主要參與者開始顯現，到90年代末期，行業內主要的10多家企業形成了行業競爭格局。

（4）聚焦階段：2000s，行業出現大規模整合，主要競爭者減少至5家左右。2008年泰瑞達250百萬美元收購Eagle拓展閃存測試、379百萬美元收購Nextest加強模擬測試業務；2004年科利登以660百萬美元收購NPTest（2002年從Schlumberger的ATE部門分離出來），進入高端SOC測試領域，2008年LTX收購科利登，改名為LTX-Credence；2011年愛德萬以1100百萬美元收購惠睿捷，使得其在SOC測試市場份額得以迅速發展。全球ATE行業持續聚焦，到2009年泰瑞達、愛德萬、惠睿捷、科利登四家企業佔據全球ATE設備行業87%的市場份額。

（5）平衡與聯盟階段：2010s~，由於下游半導體行業進入成熟的週期性發展階段，設備行業也呈現平穩發展；同時，行業集中度已經非常高，行業內併購的機會稀缺，近年來，全球ATE主要企業更加專注於市場份額鞏固，以及可能地尋求其他領域的發展以拓寬可觸及的市場空間。

以2011年愛德萬收購惠睿捷為標誌，以泰瑞達、愛德萬為中心的雙寡頭格局日漸清晰。根據SEMI數據，2017年泰瑞達、愛德萬兩家企業在全球半導體測試機行業的市場份額達到87%。其中泰瑞達在SOC測試領域具有較高的優勢；而愛德萬在存儲器測試領域處於領軍地位，在SOC測試市場相對於泰瑞達、惠瑞捷屬於後進入者，但其SOC測試設備市場份額逐漸穩步上升。根據泰瑞達2017年年報，2017年泰瑞達在ATE市場的份額已經達到50%左右。而在模擬測試機等其他測試機領域，市場參與者較多，格局相對分散。

根據美國的半導體行業調查公司VLSI Research發佈的按銷售額排名的2019年全球前十大半導體設備廠商，測試設備商佔據兩個席位，分別是日本的愛德萬公司（第6）、以及美國的泰瑞達公司（第8）。2019年愛德萬、泰瑞達銷售額（包括服務收入）分別為24.7億美元、15.5億美元。

從產品類型上看，泰瑞達、愛德萬形成了SOC測試、存儲器測試、模擬信號測試、數模混合信號測試等全面的產品系列，同時對5G、AI、物聯網等新興趨勢進行了積極開發佈局，代表着行業最前沿的水平。目前國內半導體測試設備與國際水平仍有很大差距。

國內半導體測試設備領先企業包括華峯測控、長川科技、武漢精鴻等，其中在模擬測試機領域，國內包括華峯測控、長川科技已經佔據國內相當一部分市場份額，在存儲測試機領域，根據中國招標網，武漢精鴻已經取得長江存儲訂單，在SoC測試機領域，包括華峯測控等已經在積極佈局。

根據賽迪顧問數據，2018年中國集成電路測試機市場規模為36.0億元，其中：泰瑞達和愛德萬產品線豐富，兩者2018年中國銷售收入分別約為16.8億元和12.7億元，分別佔中國集成電路測試機市場份額的46.7%、35.3%；華峯測控產品以模擬及混合信號類測試系統為主，與長川科技2018年測試機銷售收入分別約為2.2億元和0.86億元，分別佔中國集成電路測試機市場份額的6.1%和2.4%。

國內目前主要的測試設備商包括華峯測控、長川科技、武漢精鴻等。其中在模擬測試機領域，國內包括華峯測控、長川科技已經佔據國內相當一部分市場份額，在存儲測試機領域，根據中國招標網，武漢精鴻已經取得長江存儲訂單，在SoC測試機領域，包括華峯測控等已經在積極佈局。