国产替代提速半导体测试设备市场空间、竞争格局及行业发展趋势分析[图]

    在近来中美贸易摩擦背景下，半导体设备的国产替代进程或将加速。国产半导体设备布局较为完整，但仍与国际先进水平存在较大差距，测试设备技术难度相对稍低，国产测试设备有望在各种半导体设备中率先突围。半导体测试设备包括测试机、探针台和分选机，测试机搭配探针台完成晶圆测试，测试坏的芯片不封装，目的是节省封装成本；测试机搭配分选机完成成品测试，测试坏的芯片不发货，目的是提高发货芯片的良率。

    集成电路设备主要包括硅片制造设备、晶圆加工处理设备、封装设备和测试设备等，由于集成电路制造工序复杂、流程较长，不同环节所需设备各不相同，且技术难度及价值量也存在明显差异。

    从半导体设备分产品市场规模占比情况来看，半导体设备所占市场份额与技术难度基本成正比，技术难度更高的产品享有更高市场溢价。就半导体设备类别来看，晶圆处理设备占比最大，原因在于在集成电路制造、封装、测试等环节中，晶圆制造工艺最为复杂、工序最多、技术壁垒最高，其对应的晶圆处理设备需求最大、技术难度和设备成本也更高。2018年晶圆处理设备、封装设备、测试设备和其他设备的市场规模分别约为502、54、40和25亿美元，市场规模占比分别约为80.8%、8.7%、6.4%和4.0%。

2018年测试设备约占全球半导体设备市场规模（亿美元）

数据来源：公开资料整理

    半导体设备行业技术壁垒较高，国外半导体行业起步时间较早，凭借多年的技术研发和资本投入已经形成了明显的竞争优势并构筑了较高行业壁垒。国内半导体设备行业起步较晚，近年来正在加速追赶，目前已在晶圆制造和封测产业链上形成了相对完整的布局，并在刻蚀设备、氧化炉管、退火设备、清洗设备和测试设备等方面有所突破，一些关键设备已逐步进入主流晶圆厂的供应链体系。

    国产半导体设备虽然有所突破，却在工艺制程和设备量产稳定性等方面与国际先进水平存在较大差距，目前仍难以批量进入国际代工巨头生产线，尤其是在技术难度较大的晶圆制造设备领域。

    目前国内的测试设备企业长川科技、北京华峰、佛山联动、北京冠中等已经取得一定突破，进入了长电科技、华天科技、通富微电、日月光等海内外知名封测厂，在分立器件测试机、模拟测试机和分选机等中低端领域实现或部分实现了国产替代，并在数字测试机、探针台等难度较大的测试设备领域已有布局。

    在近来中美贸易摩擦背景下，半导体设备的国产替代进程或将加速，遵循先易后难的逻辑，国产测试设备有望在各种半导体设备中率先崛起。

    一、半导体测试设备空间

    2015年至2018年，随着半导体产业景气度上升，全球半导体测试设备销售额迅速增长，至2018年达到约54亿美元。2018年下半年来，全球半导体产业景气度有所下滑，预计2019年测试设备市场需求同比2018年略有下滑，全球市场空间预计超过50亿美元。随着供应链去库存、5G需求拉动等因素，预计2020半导体产业景气度将恢复，半导体测试设备市场空间有望超过60亿美元。

预计2019年全球半导体测试设备市场空间约50亿美元

数据来源：公开资料整理

    测试机市场份额最大，各类测试机加总约占测试设备市场空间的65%-70%；分选机与探针台市场空间相近，约各占测试设备总市场空间15%左右。

2013-2019年全球测试机市场空间

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测试机中，SOC测试机市场规模最大（亿美元）

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    受全球半导体景气度降低影响，预计2019年全球测试机市场空间约29-34亿美元，同比2018年略有下滑。

    探针台和分选机分别约占测试设备市场份额的15%左右，若按2019年全球测试设备市场空间约50亿美元计算，则预计2019年全球探针台和分选机的市场空间分别约为8~9亿美元。

2019年全球测试设备市场空间测算（亿美元）

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    二、竞争格局

    测试设备在测试精度、测试速度、并测能力、自动化程度和测试可靠性等方面要求较高，目前，全球集成电路先进测试设备制造技术基本掌握在美国、日本等集成电路产业发达国家的厂商手中。

泰瑞达和爱德万合计占全球测试机市场80%以上份额，且呈上升趋势，垄断高端市场

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    测试机市场，美国泰瑞达（Teradyne）和日本爱德万（Advantest）为双巨头，合计占据了测试机市场80%以上份额，且近年份额呈现不断提升趋势。

    高端的数字测试机（SOC）和存储器测试机（Memory），占据测试机市场最大份额，价格高昂，技术难度也最高，泰瑞达和爱德万在数字和存储器测试机领域构筑了较高的技术壁垒，处于高度垄断地位。模拟测试机技术难度相对更低，客户对成本相对较为敏感，泰瑞达和爱德万等龙头公司在该领域的优势不如高端设备那么突出，包括国产测试机厂商北京华峰、长川科技等在内的中小测试机公司，在模拟测试机领域占据了一定份额。

    测试设备市场近年来竞争日趋激烈，行业整合加速。2011年爱德万收购惠瑞捷，高端测试机市场形成了泰瑞达和爱德万双寡头垄断局面。而泰瑞达和爱德万之外的测试机公司，则在中低端市场竞争激烈，相互之间不断整合。LXT、Credence、ECT和Multitest经过一系列合并、并购整合，成为全球第三大测试机公司Xcerra，但收入体量仍与泰瑞达和爱德万差距较大，2018年Cohu收购了Xcerra。

测试设备行业加速整合

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    三、中国市场

    近年来，中国大陆半导体设备市场需求增长迅速，据SEMI预测，2019年中国大陆半导体设备市场在全球占比或达约20%。

2006-2022年中国半导体设备市场需求增长迅速

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半导体测试设备市场地区结构（亿美元）

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    随着中国大陆半导体产业的快速发展，该占比逐年上升，若2019年中国大陆半导体测试设备在全球占比也达到约20%，则19年市场空间或达约10亿美元，按汇率6.8计算，约68亿人民币。分产品来看，2019年中国大陆数字测试机市场空间约30~35亿人民币，存储器测试机市场空间约8~9亿人民币，模拟测试机市场空间约5~6亿人民币，分选机和探针台市场空间则各约9至10亿人民币。

2019年中国大陆各种半导体测试设备市场空间测算

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    国内的半导体测试设备各细分市场中，高端数字测试机、存储器测试机主要由泰瑞达和爱德万垄断，探针台主要由东京电子与东京精密垄断。在技术难度相对稍低的分选机和模拟测试机领域，以长川科技、北京华峰为代表的具有高品质、低成本优势的国产测试设备已进入国内封测龙头企业。国产测试设备，从分立器件测试机、模拟测试机、分选机等中低端测试领域开始和国际厂商展开竞争。

    目前全球测试设备市场份额主要被美、日等发达国家的先进厂商所占据，但国内设备厂商近年来从中低端设备开始循序渐进取得持续突破。在国内市场，低端测试设备领域，目前已经实现国产替代；中端测试设备领域，部分实现国产替代；高端测试设备领域，目前国内公司正在研发。全球半导体产业向中国转移，伴随国内半导体产业崛起，国内测试设备需求空间广阔，国内企业有望更多分享产业发展红利，目前，国内集成电路测试设备企业体量仍较小，未来市占率提升空间较大。

    四、行业趋势

    2018年以来，国产半导体测试设备向中国大陆外市场拓展和在中国大陆市场的国产替代进程均明显提速。

    国产替代进程提速是因为中国本土芯片设计公司近年来蓬勃发展，对芯片测试的需求增长迅速，但受中美贸易摩擦影响，供应链的安全日益受到重视，国产测试设备将得到更多的试用机会，在中低端模拟测试机和分选机领域，国产替代明显提速。

    国产测试设备加速海外拓展，短期因素，是近期中国大陆封测厂设备采购支出低迷；长期因素，是国产设备在模拟、电源等细分领域技术实力增强，逐步参与全球竞争。

    中国大陆封测厂设备采购支出自2018H2以来陷入低迷，预计2019H1将维持该趋势。封测厂设备采购支出低迷的主要原因是全球半导体产业景气度下滑、比特币价格下跌和中美贸易摩擦。

    全球半导体销售额自2017年4月至2018年6月连续15个月保持20%以上高同比增速。但2018H2开始，全球半导体产业景气度趋顶，增速下滑，2019年3月，全球半导体销售额同比下滑13%。

    中国大陆的封测产业较为发达，长电科技、华天科技和通富微电均为全球前十大封测厂。2018年，长电科技约79.3%来自海外客户，华天科技约57.7%收入来自海外客户，通富微电约86.1%收入来自海外客户，中国大陆封测产业深度参与全球分工，较为依赖海外客户，受全球半导体产业景气度影响较为显著。

中国大陆封测厂大部分收入来自海外客户

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    半导体产业景气度下行，与手机销量下滑、存储器价格下行、比特币价格下跌、供应链库存升高等较多因素都有关。其中比特币价格在2017年快速上涨，并于2017年12月中旬达到19188美元/个的最高收盘价。比特币价格的上涨催生了大量的矿机和挖矿芯片需求，中国大陆的封测厂承接了部分挖矿芯片的封测业务，在2017至2018H1矿机芯片需求高峰期，为之扩充了相应产能。

2018年来，比特大陆矿机销售和自营挖矿业务毛利率显著下行

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    目前已有较多矿机关停，矿机和挖矿芯片需求迅速萎缩，封测厂来自挖矿芯片公司的订单亦迅速减少，空出的产能短期内无法得到有效填补。因此，受比特币价格下跌影响，自2018H2以来，挖矿芯片需求萎缩，国内封测厂产能利用率下滑，减少了新设备的采购支出。

    五、国产半导体测试设备出海

    北京华峰的模拟测试机早年已在中国台湾和东南亚展开销售，并在美国、日本、意大利设立办事处，目前海外收入占比已超过30%。长川科技在中国香港和日本设立子公司，并在中国台湾设立办事处，加快公司国际化步伐，推广其模拟测试机和分选机产品，收购新加坡分选机制造公司STI已获证监会通过，进一步进军东南亚市场。佛山联动在电源管理和大功率分立器件测试方面技术不错，测试机已经进入东南亚封测厂。

    2018H2和2019H1中国大陆封测产业投资萎缩，目前产能略微过剩，扩产乏力；中国台湾和东南亚封测产业的投资虽也受全球半导体产业景气度下滑影响，但在当下全球贸易环境下，可能比中国大陆所受影响相对更小。中国台湾地区的封测产业以中高端封装需求为主，目前中国大陆还较难替代，需求稳定，投资下滑较少。东南亚的IDM厂主要生产模拟、电源、功率等芯片，这类芯片的全球需求增长稳定，景气度不减。

    相关报告：智研咨询发布的《2019-2025年中国半导体设备行业市场发展模式调研及投资趋势分析研究报告》