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半导体测试设备行业研究景气度上行叠加国

发布时间:2022/7/11 20:28:10   
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1.半导体测试设备:涉及半导体制造环节与商业模式分析

1.1产业地位:半导体测试设备贯穿整个半导体制造过程,技术要求不断

提升半导体检测设备贯穿整个半导体制造过程,是不可或缺的关键设备,可分为前道测量与后道测试设备。

1)半导体检测设备贯穿整个半导体制造过程。同时,电子系统故障检测“十倍法则”显示,芯片故障如若未在芯片检测时发现,则在电路板(PCB)级别发现故障的成本为芯片级别的十倍,因而检测在半导体产业中地位日益凸显。

2)半导体检测设备根据环节的不同可分为前道测量与后道测试,分别涉及物理性检测与电性能检测。其中,①前道量检测包括量测类和缺陷检测类,主要用于晶圆加工环节,目的是检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否达到设计的要求或者存在影响良率的缺陷,属于物理性检测;②半导体后道测试包括分选机、测试机、探针台,主要是用在晶圆加工之后、封装测试环节内,目的是检查芯片的性能是否符合要求,属于电性能检测。同时,设计验证使用测试机和探针台、测试机和分选机对晶圆样品检测和集成电路封装样品的成品测试,验证样品功能和性能的有效性。

1.2商业模式:产业链协同强,设计、晶圆制造与封测企业间正向循环

半导体产业技术发展对检测设备提出更高要求。比如由于集成电路产品门类增加,测试机供应商具备通用化软件开发平台,方便客户进行二次应用程序开发,以适应不同产品的测试需求。

半导体行业分工细化趋势下,检测设备在产业链上的协同性不断增强,形成设计、晶圆制造与封测企业之间的正向循环。

1)集成电路分工不断细化,Fabless模式成为主流。集成电路行业经过多年发展,产业分工不断细化;从涉及产业链环节看,运作模式可分为IDM(垂直整合制造商)、Fabless(无工厂芯片供应商)、Foundry(代工厂)三种模式;其中,Fabless经营模式成为主流。(报告来源:未来智库)

2)检测设备在集成电路产业链协同效应较强。以半导体测试设备为例,在Fabless模式下,半导体测试系统企业需要与集成电路设计企业、晶圆制造企业、封装测试企业等建立稳定紧密的合作关系,头部企业通过整合集成电路产业链的协同效应构筑行业壁垒,随着半导体测试系统装机量上升形成正循环。以华峰测控的测试机产品为例:①当下游大部分晶圆制造和封装测试企业客户使用同一款测试机时,为保证集成电路量产质量的可控性,集成电路设计企业会优先使用;②为了更好地符合集成电路设计企业的精度要求,集成电路设计企业使用的测试机也会成为晶圆制造和封装测试企业的首选。

2.驱动力:受益下游资本开支上行、国产化率提升

2.1发展阶段:半导体产业处于向中国大陆转移、下游应用拓宽阶段

半导体行业发展处于第三阶段,产业向中国大陆地区迁移,下游应用领域不断拓展。全球半导体产业迁移历程分为三个阶段,沿着“美国→日本→韩国中国台湾→中国大陆”进行迁移,同时下游应用领域不断拓展,以中国市场为例,半导体产业下游发展兴旺,手机、电脑等产品的出货量长期稳居世界第一,消费电子、电动汽车等产业兴起。同时,全球半导体行业资本支出在各个阶段均有明显的上行阶段,我们认为,这是半导体厂商在应对不同市场与新兴下游所带来的需求增长。

2.2需求:全球“缺芯”下半导体厂扩大资本开支,设备景气度持续上行

全球处于“缺芯”状态,这一现象已影响到车企生产,同时,PC设备需求及5G技术普及等带来的消费级电子产品需求增长对芯片供应提出更高要求。此外,硅晶圆片价格上涨亦反映市场紧平衡状态。

1)汽车芯片短缺致使车企减产。年全球范围内的汽车芯片短缺将造成万至万辆汽车产量的损失,相当于近十年以来全球汽车年产量的近5%;汽车芯片的短缺对于汽车产业的影响仍将持续半年甚至三个季度。

2)居家办公PC设备需求及5G技术逐步普及带来消费级电子产品需求增加对车用芯片有一定挤出效应。蓬勃发展的消费电子品产业对于汽车产业的挤出效应也是造成车载芯片一片难求的重要因素之一,疫情封锁期间群众对于消费电子产品需求大幅度增加,尤其是居家办公带来PC设备需求增长以及5G技术的逐步普及,都共同导致消费电子品生产商提前便在上游企业大范围追加订单。

3)硅晶圆片价格上涨反映半导体行业紧平衡状态。全球硅晶圆价格从年步入复苏通道,年的0.67美元/平方英寸逐渐上涨至年的0.95美元/平方英寸。我们认为,硅晶圆价格上涨反映出半导体行业处于紧平衡状态。(报告来源:未来智库)

全球半导体市场年预计同比增长8.4%,半导体厂商扩大资本开支。

1)年全球半导体市场预计同比增长8.4%。全球半导体市场年市场规模约为亿美元,同比增长8.4%;分市场来看,模拟器件、逻辑器件、存储器在集成电路中增长较快,预计分别达8.6%、7.1%、13.3%,存储与逻辑器件市场空间超千亿美元,是集成电路中最大的两个市场。

2)台积电、联电等半导体厂商年资本开支上行。从资本开支上看,年内台积电、联电、三星、中芯国际等半导体厂商资本开支上行,其中,台积电年资本开支预计达亿美元,同比增长15.44%;此外,联电年资本开支计划达10.01亿美元,相比年增长56.65%;三星年资本开支同比增长43.15%;中芯国际年资本开支同比增长%,达57亿美元。

3)年9月北美半导体设备制造商月度出货额同比增长35.50%,景气度持续。年10月北美半导体设备制造商月度出货额同比开始回正,当月出货额为20.81亿元,同比增长2.5%;年9月,北美半导体设备制造商月度出货额为37.18亿美元,同比增长35.50%。

2.3市场空间:年全球半导体测试设备市场空间65亿美元,国产化率提升下中国市场有较大发展空间

年全球半导体测试设备市场规模预计为65亿美元,其中测试机市场规模为33.5亿美元;应用领域结构来看,SoC领域测试占比最大且相较储存测试更具持续增长力。

1)半导体测试设备占半导体设备比例约为8.3%,其中SoC领域测试占比最大。根测试设备广泛应用于集成电路生产制造的整个流程,对于良率和品质控制至关重要,半导体测试设备在半导体装备中占比为8%,仅次于晶圆制造装备;按领域市场结构看,SOC测试/储存芯片测试/RF测试/模拟芯片测试占比分别为64%/18%/16%/2%。

2)市场规模:年全球半导体测试设备市场规模预计为65亿美元,其中测试机市场规模为33.5亿美元。全球测试机市场规模预计为33.5亿美元,其中SoC测试机/储存测试机市场规模为27亿美元/6.5亿美元,SoC测试机市场规模持续增长力好于储存测试机,我们认为原因主要是SOC企业数量多于存储器企业,波动相对小;同时SOC下游应用于移动应用、智能手机、电脑等消费领域,应用场景更广。

我们认为,中国大陆半导体测试设备行业有望受益全球半导体产业重心转移与设备国产化率提升。从趋势上看,全球半导体产业重心正持续向中国大陆转移,晶圆厂进入扩产期;从国产率上看,中国大陆半导体设备市场规模占全球比重不断提升。

1)从趋势上看,全球半导体产业重心正持续向中国大陆转移,晶圆厂进入扩产期。

①全球半导体产业重心持续向中国大陆转移趋势确定。一方面,中国半导体市场需求广阔,但自给率低,供需严重不平衡;另一方面,中国生产制造成本较低,且随着技术、人才、产业链资源不断发展,已具备承接产能转移基础。

②-年中国大陆晶圆产能增速高于全球,晶圆厂进入扩产期。①年中国晶圆产能万片/月(等效于8寸晶圆),中国大陆晶圆产能占全球晶圆产能12.5%。随着半导体制造硅晶圆产能持续向中国转移,年中国大陆晶圆厂产能将达万片/月,占全球产能17.15%;-年中国硅晶圆产能的年均复合增长率达14%,远高于全球产能年均复合增长率5.3%。②从年到年,预计全球新增半导体产线62条,其中26条位于中国大陆,占总数42%。(报告来源:未来智库)

③中国集成电路产业销售额同比提升较快,-年同比增长率快于全球半导体市场销售额。-H1中国集成电路产业销售额分别为亿元、亿元、3亿元,同比分别增长15.8%/17.0%/15.9%,其中-年的同比增速高于全球半导体市场销售额(年、年同比增速分别为-12.10%、6.50%)。

2)中国半导体测试设备行业有望受益国产化率提升。我们认为,随着未来半导体设备国产化率不断提升,中国半导体测试设备行业市场规模有较大的发展空间。

①中国大陆半导体设备市场规模占全球比重提升,从年的10.6%提升至年的22.5%;年中国半导体测试设备行业市场规模预计为15亿美元,相比年的13.45亿美元有所增长。

②年全球半导体设备市场同比增长19%,中国市场.2亿美元居首。全球半导体设备-年市场空间分别为亿美元、亿美元,分别同比下滑-7.2%与同比增长19.1%;从地区看,年中国首次成为半导体设备最大市场,销售额为.2亿美元,同比增长39%;全球半导体设备销售额年将突破亿美元,创下新高;年全球半导体设备销售额预计为亿美元,同比增长34%。

3.全球视角:借鉴国际龙头经验看中国优质半导体检测设备厂发展

3.1国际经验:龙头布局完善+强产品力提升议价权,产业链协同筑高进入壁垒

全球半导体测试设备行业呈现寡头垄断格局。从竞争格局来看,全球半导体测试设备产业主要呈现美商Teradyne、日商Advantest、TEL等国际企业垄断的局面。

从爱德万、泰瑞达等国际龙头经验来看,我们认为主要有三个经验值得借鉴:测试系统类型布局完善以应对多个下游需求、持续高研发造就较强产品竞争力、良性循环的产业协同商用模式。

1)测试系统类型布局完善,能够应对多个下游应用领域需求。爱德万和泰瑞达在测试机上均覆盖SoC、模拟、RF与Memory等测试系统,面向多个下游需求类型。同时,爱德万与泰瑞达均

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