在此背景下，全球半導(dǎo)體測(cè)試企業(yè)紛紛加碼研發(fā)，革新半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備及系統(tǒng)，以滿足日益更新的測(cè)試需求，產(chǎn)業(yè)內(nèi)正在醞釀著一場(chǎng)大變革。HH1esmc

半導(dǎo)體測(cè)試的四大變化

第一，測(cè)試“單飛”，第三方專業(yè)測(cè)試將迎來(lái)大發(fā)展。HH1esmc

長(zhǎng)久以來(lái)，“測(cè)試”和“封裝”理所應(yīng)當(dāng)?shù)乇换鞛橐徽劊⒎Q為“封測(cè)”，被納為半導(dǎo)體制造的后端工序。尤其是封裝業(yè)占據(jù)了巨額產(chǎn)值，使得測(cè)試業(yè)被無(wú)形地“忽略”了。HH1esmc

事實(shí)上，半導(dǎo)體生產(chǎn)流程涵蓋晶圓制造、晶圓測(cè)試、芯片封裝和封裝后測(cè)試這四個(gè)工序，測(cè)試需求貫穿始終。特別是越高端、越復(fù)雜的芯片對(duì)測(cè)試的依賴度越高，每個(gè)工序、每個(gè)環(huán)節(jié)都不允許有偏差，測(cè)試的完整性直接關(guān)系到最終電子產(chǎn)品的品質(zhì)。由此預(yù)測(cè)，晶圓測(cè)試的地位會(huì)隨著芯片性能升級(jí)而顯著提高。HH1esmc

為何談及“測(cè)試”時(shí)總會(huì)與“封裝”掛鉤呢？這與測(cè)試產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有密切關(guān)系。早期，測(cè)試工序由晶圓制造廠自己把控，設(shè)備是自己研發(fā)的，測(cè)試結(jié)果也是自己掌握，缺乏一定的標(biāo)準(zhǔn)性和規(guī)范化。后來(lái)隨著半導(dǎo)體產(chǎn)值規(guī)模化成長(zhǎng)，制造廠商的產(chǎn)HH1esmc

能壓力加劇，封裝廠商便應(yīng)運(yùn)承接了后端封裝與測(cè)試的工序。目前，中國(guó)市場(chǎng)中主流的測(cè)試設(shè)備多數(shù)出自封裝大廠；而國(guó)外的高端測(cè)試能力集中在第三方專業(yè)檢測(cè)公司。HH1esmc

時(shí)至2020年，中國(guó)政府出臺(tái)了《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，第一次將封測(cè)企業(yè)拆分成封裝企業(yè)和測(cè)試企業(yè)，首次為測(cè)試“正名”。這印證了重視測(cè)試產(chǎn)業(yè)是推動(dòng)半導(dǎo)體發(fā)展的必由之路，檢測(cè)產(chǎn)業(yè)將迎來(lái)大發(fā)展，甚至未來(lái)可能會(huì)超越封裝的HH1esmc

總產(chǎn)值。而目前中國(guó)市場(chǎng)緊缺的第三方專業(yè)測(cè)試公司正逐步走上市場(chǎng)主舞臺(tái)。HH1esmc

第二，宏觀格局上，全球雙寡頭形成，陸系廠商積極突圍。HH1esmc

半導(dǎo)體測(cè)試處于晶圓制造、封裝測(cè)試這兩個(gè)工序里，核心設(shè)備涵蓋了測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)3種，都是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行測(cè)試檢驗(yàn)的自動(dòng)化設(shè)備。其中，測(cè)試機(jī)負(fù)責(zé)檢測(cè)性能，后兩者主要檢測(cè)連接性；探針臺(tái)與測(cè)試機(jī)配合于晶圓制造工序，分選機(jī)與測(cè)試機(jī)配合在封裝測(cè)試工序(圖1)。以下將從設(shè)備類別分析供應(yīng)商格局。HH1esmc

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(1 )自動(dòng)測(cè)試機(jī)(ATE,Automatic Test Equipment)HH1esmc

ATE設(shè)備從1960年代發(fā)展至今已形成雙寡頭格局——泰瑞達(dá)( Teradyne) 與愛(ài)德萬(wàn)測(cè)試HH1esmc

(Advantest)占有全球近90%的市場(chǎng)。隨后緊跟科休、科利登、芝測(cè)(SHIBASOKU)、SPEA等國(guó)際大廠以及中國(guó)臺(tái)灣的致茂電子、德律、久元電子、京元電子等，日益崛起的陸系廠家發(fā)展?jié)摿σ膊蝗菪∮U，包括華峰測(cè)控、長(zhǎng)川科技、宏測(cè)半導(dǎo)體等(表1)。HH1esmc

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ATE設(shè)備具有生命周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。因?yàn)樗粚儆诠に囋O(shè)備，和制程的直接相關(guān)度較低，所以硬件產(chǎn)品迭代速度較慢，更換模塊就可提升檢測(cè)性能。這對(duì)于已打入檢測(cè)供應(yīng)的廠商來(lái)說(shuō)，有利于建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的供應(yīng)關(guān)系，可以長(zhǎng)期享受技術(shù)沉淀的成果；但對(duì)于后來(lái)者來(lái)說(shuō)，一定程度上提高進(jìn)入門檻。HH1esmc

由此預(yù)測(cè)，ATE雙寡頭的格局將中長(zhǎng)期存在，頭部企業(yè)會(huì)積極應(yīng)對(duì)終端客戶的不同測(cè)試需求，帶來(lái)革新的測(cè)試體驗(yàn)。而在模擬IC、分立器件的細(xì)分領(lǐng)域，陸系廠商正不斷突圍，預(yù)計(jì)在實(shí)現(xiàn)100%自給后，會(huì)趁熱打鐵地沖擊海外檢測(cè)機(jī)市場(chǎng)，引起鯰魚(yú)效應(yīng)。HH1esmc

(2)分選機(jī)(Handler)HH1esmc

相較于測(cè)試機(jī)，分選機(jī)的行業(yè)壁壘相對(duì)多樣化，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)側(cè)重有所不用。但總體而言，分選機(jī)領(lǐng)域的頭部企業(yè)與測(cè)試機(jī)行業(yè)相近(表2)，說(shuō)明分選機(jī)企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)分選與測(cè)試的良好配套，并滿足不同行業(yè)的測(cè)試需求，從而取得市場(chǎng)話語(yǔ)權(quán)。HH1esmc

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(3)探針臺(tái)(Wafer Prober)HH1esmc

最后的探針臺(tái)，其研發(fā)難度比前兩者大，目前由海外廠商占主導(dǎo)地位，陸系廠商自給率偏低(表3)，相信是測(cè)試設(shè)備廠商后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)的重頭戲。HH1esmc

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第三，技術(shù)挑戰(zhàn)上，新興市場(chǎng)提出更高要求。HH1esmc

從技術(shù)層面看，半導(dǎo)體測(cè)試產(chǎn)業(yè)已經(jīng)很久沒(méi)有大革新了。由此，5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興市場(chǎng)的崛起，將驅(qū)動(dòng)對(duì)更高性能的測(cè)試需求。HH1esmc

泰瑞達(dá)半導(dǎo)體測(cè)試事業(yè)部副總裁兼中華區(qū)總裁Jason Zee告訴《國(guó)際電子商情》，5G通信、AI、大數(shù)據(jù)這些新興市場(chǎng)推動(dòng)了更多的大數(shù)據(jù)捕捉和數(shù)據(jù)流動(dòng)。例如： 在數(shù)據(jù)采集中，幀率/分辨率的增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)圖像傳感器接口轉(zhuǎn)換到串行標(biāo)準(zhǔn)和專有數(shù)字接口以實(shí)現(xiàn)4倍的數(shù)據(jù)帶寬；在5G通信的數(shù)據(jù)移動(dòng)中，5G無(wú)線設(shè)備繼續(xù)進(jìn)化到10倍以上的頻率和5倍以上的帶寬接口；在人工智能和云設(shè)備的數(shù)據(jù)處理中，晶體管數(shù)量的增長(zhǎng)推動(dòng)了新的并行和串行掃描方法，這些方法要求更快的數(shù)字引腳速度和更深的內(nèi)存深度……上述需求都驅(qū)動(dòng)測(cè)試設(shè)備需要更高的性能要求。HH1esmc

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Jason Zee, 泰瑞達(dá)半導(dǎo)體測(cè)試事業(yè)部副總裁，中華區(qū)總裁HH1esmc

Jason Zee表示：“泰瑞達(dá)作為ATE主要供應(yīng)商，不僅能夠滿足上述新的測(cè)試要求，還確保了更高的吞吐量和更快的上市時(shí)間。”記者觀察市面上主流的ATE設(shè)備，其響應(yīng)速度一般都達(dá)到了微秒級(jí)，同時(shí)還被要求靈活地增加測(cè)試功能、通道和工位數(shù)，設(shè)備具備良好的可延展性。而泰瑞達(dá)ATE技術(shù)的長(zhǎng)青秘訣是得益于公司對(duì)研發(fā)的堅(jiān)定投入。2019年的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示，公司R&D支出占該年?duì)I收的14%，高于市場(chǎng)平均值。HH1esmc

第四，測(cè)試廠商聚焦實(shí)操痛點(diǎn)，從客戶的角度優(yōu)化測(cè)試體驗(yàn)。HH1esmc

除了測(cè)試技術(shù)，客戶的測(cè)試體驗(yàn)也很久沒(méi)有發(fā)生大的變化。據(jù)NI亞太區(qū)半導(dǎo)體測(cè)試市場(chǎng)戰(zhàn)略經(jīng)理潘建安歸納，終端廠商的測(cè)試?yán)_集中在兩處：HH1esmc

困擾一：在實(shí)驗(yàn)室里，工程師都依賴機(jī)架堆疊儀器搭配大量的手動(dòng)測(cè)試程序，而生產(chǎn)測(cè)試則使用較為昂貴的自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備ATE來(lái)完成。從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)所采用的測(cè)試方法不同，很難能夠進(jìn)行很好的關(guān)聯(lián)，這無(wú)疑增加了測(cè)試的工作量，也增加了設(shè)備與時(shí)間成本。HH1esmc

困擾二：在工廠車間里，客戶會(huì)有很多廠家的儀器設(shè)備，太多的儀器對(duì)客戶來(lái)說(shuō)也是一種困擾，如何讓這些儀表有效配合是一件讓人困擾的事。HH1esmc

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NI亞太區(qū)半導(dǎo)體測(cè)試市場(chǎng)戰(zhàn)略經(jīng)理潘建安HH1esmc

潘建安表示：“對(duì)此，NI會(huì)從客戶角度和客戶利益考慮出發(fā)，提供從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的統(tǒng)一平臺(tái)、數(shù)據(jù)收集及分析軟件平臺(tái)以及ModernLab、Central data lake等解決方案，以確保不同類型儀器設(shè)備的協(xié)同和數(shù)據(jù)打通，達(dá)到全流程的數(shù)據(jù)被有效利用，從而提高測(cè)試速度、降低成本。”HH1esmc

可見(jiàn)，在數(shù)字化時(shí)代里，自動(dòng)測(cè)試廠商的競(jìng)爭(zhēng)不再是單機(jī)設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)，而是如何促使工廠全流程的互補(bǔ)、協(xié)同工作。HH1esmc

半導(dǎo)體測(cè)試的兩大機(jī)遇

機(jī)遇一，疫情催生“遠(yuǎn)程的自動(dòng)化測(cè)試”需求，關(guān)鍵是把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為價(jià)值。HH1esmc

疫情加速了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的進(jìn)程，具體表現(xiàn)為：疫情期間，歐美許多工程師在家遠(yuǎn)程辦公，推動(dòng)了測(cè)試測(cè)量從原本的自動(dòng)化向遠(yuǎn)程自動(dòng)化發(fā)展。HH1esmc

遠(yuǎn)程自動(dòng)化的一個(gè)重點(diǎn)特點(diǎn)是，更強(qiáng)調(diào)測(cè)試所得到的數(shù)據(jù)，即如何存放在云或者數(shù)據(jù)庫(kù)里，再被更有效地利用。歸根到底，是工廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心需求。HH1esmc

潘建安認(rèn)為，遠(yuǎn)程自動(dòng)化測(cè)試最理想的模式是：自動(dòng)化不再只是測(cè)試系統(tǒng)本身的自動(dòng)化，它包含整個(gè)制造流程的各個(gè)方面，機(jī)臺(tái)維護(hù)、運(yùn)營(yíng)都要能夠集成在整個(gè)自動(dòng)化的流程里。其后，以軟件為中心的復(fù)雜自動(dòng)化測(cè)試和數(shù)據(jù)管理方法進(jìn)行更智能的測(cè)試。HH1esmc

NI的做法是，通過(guò)NI SystemLink里一個(gè)叫“Central data lake”模塊，采集從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)車間的數(shù)據(jù)，并且接受csv、stdf、mat、snp、vcd等各種格式，方便管理與分析。而測(cè)試設(shè)備集成上，一般會(huì)用搭機(jī)柜的方式，NI PXI也能夠堆疊起來(lái)，甚至去跟第三方的儀器儀表集成。至于數(shù)據(jù)分析方面，仍需要深入結(jié)合AI算法，瞄準(zhǔn)不同工廠的實(shí)際情況持續(xù)推進(jìn)。HH1esmc

在疫情的大背景下，泰瑞達(dá)機(jī)臺(tái)可供使用者居家操作，工程師利用遠(yuǎn)程自動(dòng)化的功能，進(jìn)行新程序的開(kāi)發(fā)，實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)線機(jī)臺(tái)的運(yùn)作情況，便捷性不言而喻。遠(yuǎn)程自動(dòng)化的另一大好處是作業(yè)效率得以顯著提升，全球工程師可以共同協(xié)作，合理分配使用時(shí)間，一臺(tái)機(jī)臺(tái)支持24小時(shí)多地作業(yè)，例如亞洲同事可以當(dāng)?shù)貢r(shí)間白天使用該機(jī)臺(tái)，美國(guó)中部地區(qū)同事則可以晚上使用，從而降低測(cè)試成本。HH1esmc

機(jī)遇二，中國(guó)半導(dǎo)體測(cè)試市場(chǎng)大崛起，建廠熱潮、大資金支持、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移三輪驅(qū)動(dòng)。HH1esmc

中國(guó)半導(dǎo)體測(cè)試市場(chǎng)的崛起，具有必然性。短期來(lái)看，在本土化熱潮下，國(guó)家領(lǐng)隊(duì)的大資金投資不斷加碼，下游晶圓和封測(cè)廠的資本開(kāi)支增長(zhǎng)，建廠動(dòng)作頻頻，設(shè)備采購(gòu)需求大增，進(jìn)而帶動(dòng)半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)快速崛起。HH1esmc

長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中國(guó)正處于全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)第三次轉(zhuǎn)移的歷史機(jī)遇期。雖受疫情影響，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)在2020年顯現(xiàn)頹勢(shì)，但中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)搶先領(lǐng)跑，將給目前仍在疫情陰影下的歐美I DM廠商打開(kāi)另一扇“窗”。HH1esmc

潘建安分享道：“受歐美疫情的影響，我們有觀察到IDM的部分訂單向亞洲轉(zhuǎn)移。亞洲本來(lái)就有比較完整的一個(gè)半導(dǎo)體生態(tài)圈，這是對(duì)此生態(tài)鏈的重要補(bǔ)充，有利于亞洲半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局的壯大，對(duì)半導(dǎo)體測(cè)試儀器設(shè)備也意味著更多商機(jī)。”HH1esmc

作為ATE設(shè)備領(lǐng)域的頭部玩家，泰瑞達(dá)Jason Zee強(qiáng)調(diào)道：“2020年是泰瑞達(dá)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的第二十周年，如今我們?cè)谥袊?guó)有700多名員工，17個(gè)辦事處，3500多名測(cè)試人員，為250家中國(guó)客戶提供服務(wù)。泰瑞達(dá)在中國(guó)也有生產(chǎn)基地，60%的產(chǎn)品都在本地生產(chǎn)。目前為止，我們已經(jīng)向中國(guó)市場(chǎng)出貨了超過(guò)10,000臺(tái)測(cè)試設(shè)備。每一組數(shù)據(jù)都印證了，中國(guó)是一個(gè)不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)，并將持續(xù)成為公司未來(lái)增長(zhǎng)和承諾的重要組成部分，泰瑞達(dá)有信心繼續(xù)交出令市場(chǎng)滿意的答卷。”HH1esmc

本文為《國(guó)際電子商情》2021年1月刊雜志文章，版權(quán)所有，禁止轉(zhuǎn)載。免費(fèi)雜志訂閱申請(qǐng)點(diǎn)擊 這里HH1esmc