前所未有的缺芯潮，正在將半導(dǎo)體設(shè)備推向風(fēng)口浪尖。

在下游提出海量需求、芯片設(shè)計(jì)走向復(fù)雜化、制造成本持續(xù)走高的背景之下，測(cè)試設(shè)備的重要性不言而喻。分選機(jī)作為其中的重要設(shè)備，藍(lán)海浮現(xiàn)的同時(shí)，也將成為國產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵突破口。

全球擴(kuò)產(chǎn)帶來測(cè)試剛需 分選機(jī)迎超長成長周期

2021年以來，擴(kuò)產(chǎn)成為各大晶圓廠的主旋律，為確保擴(kuò)產(chǎn)如期落地，設(shè)備成為了必爭(zhēng)之地。而測(cè)試設(shè)備由于貫穿于芯片生產(chǎn)過程中，對(duì)于保證產(chǎn)品質(zhì)量起到關(guān)鍵性的作用，因此成為擴(kuò)產(chǎn)周期中最先受益的細(xì)分環(huán)節(jié)。

與此同時(shí)，隨著全球加速推動(dòng)5G建設(shè)，以物聯(lián)網(wǎng)為代表的信息感知及處理有望成為新一輪科技與產(chǎn)業(yè)變革的核心動(dòng)力，由此將帶來的海量數(shù)據(jù)處理需求將使得芯片需求快速膨脹，為測(cè)試設(shè)備提供了更大的發(fā)展空間。

另一方面，日趨多樣的產(chǎn)品以及更多的功能要求也使得芯片設(shè)計(jì)愈加復(fù)雜與精細(xì)，在制造工藝不斷提升帶來成本成倍增長的前提下，產(chǎn)品良率以及成本管控成為各大廠商競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在，檢測(cè)設(shè)備的地位也因此水漲船高。

測(cè)試設(shè)備主要分為前道和后道測(cè)試設(shè)備，后道測(cè)試設(shè)備注重產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)控，一般在設(shè)備支出中占比8-9%。VLSI Research指出，在SoC及存儲(chǔ)需求維持強(qiáng)勁、封測(cè)及晶圓廠資本開支加劇的背景下，后道測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)將持續(xù)高景氣，市場(chǎng)規(guī)模2021年將達(dá)到69億美元，賽迪顧問則預(yù)計(jì)2021年市場(chǎng)空間有望達(dá)70.4億美元。

具體來看，后道測(cè)試設(shè)備主要分為測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)，根據(jù)SEMI的統(tǒng)計(jì)，測(cè)試機(jī)、分選機(jī)、探針臺(tái)分別占測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)的63.1%、 17.4%、15.2%，根據(jù)該占比估算，2020年三類設(shè)備全球市場(chǎng)規(guī)模分別達(dá)38.5億美元、10.6億美元及9.3億美元。

測(cè)試設(shè)備在芯片測(cè)試流程中的使用，紅框內(nèi)為分選機(jī)使用范圍

圖源：安信證券

其中，分選機(jī)主要用于芯片的測(cè)試接觸、揀選和傳送等。與測(cè)試機(jī)和探針臺(tái)相比，雖然該市場(chǎng)仍由海外公司占領(lǐng)，但由于其競(jìng)爭(zhēng)格局較為分散，在當(dāng)前全球測(cè)試產(chǎn)能逐漸向中國轉(zhuǎn)移的背景下，或?qū)⒊蔀榘雽?dǎo)體設(shè)備自主化的又一突破口。據(jù)業(yè)內(nèi)人士預(yù)測(cè)，看好分選設(shè)備未來5-10年成長周期。

競(jìng)爭(zhēng)格局分散差距小 國產(chǎn)分選機(jī)擴(kuò)大市占只缺時(shí)間

從全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，全球半導(dǎo)體后道測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)依然呈高度壟斷性，國際大廠仍然占據(jù)主要市場(chǎng)。尤其在較高端設(shè)備領(lǐng)域，國內(nèi)市場(chǎng)仍主要由泰瑞達(dá)和愛德萬壟斷。根據(jù)賽迪顧問2018年數(shù)據(jù)，泰瑞達(dá)和愛德萬該年在中國銷售收入分別為16.8億元和12.7億元，合計(jì)市占超過80%。

分選機(jī)方面，據(jù)VLSI數(shù)據(jù)，主要玩家為科休、愛德萬和臺(tái)灣鴻勁，科休占比21%最高，Xcerra（已被科休收購）占比16%，愛德萬占比12%，臺(tái)灣鴻勁占比8%。雖然海外大廠當(dāng)前仍優(yōu)勢(shì)明顯，但由于競(jìng)爭(zhēng)格局更為分散，更多國內(nèi)企業(yè)有望嶄露頭角。

近年來，隨著國內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)投入，自主核心技術(shù)不斷提升，國內(nèi)廠商在部分測(cè)試設(shè)備領(lǐng)域如測(cè)試分選機(jī)領(lǐng)域已逐步實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代。如金海通等專業(yè)分選機(jī)廠商已陸續(xù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

據(jù)了解，金海通目前主推的EXCEED8000系列平移式測(cè)試分選機(jī)，在UPH（最大可達(dá)13,500顆）、封裝尺寸（最小支持2X2mm全速運(yùn)行）、測(cè)試壓力、Index time、溫度范圍、穩(wěn)定性等技術(shù)指標(biāo)上，均達(dá)到甚至超過國際先進(jìn)產(chǎn)品水平，該設(shè)備可支持最多達(dá)到16位的并行測(cè)試工位，能夠提供從-55℃到155℃的測(cè)試環(huán)境溫度區(qū)間以及ATC主動(dòng)控溫功能，對(duì)目前國內(nèi)快速發(fā)展的中高端芯片，包括5G芯片、汽車專用芯片等，提供全面的測(cè)試分選技術(shù)支持。

市場(chǎng)表現(xiàn)上，除了中國大陸和臺(tái)灣地區(qū)，金海通產(chǎn)品還遠(yuǎn)銷至歐美、東南亞等全球市場(chǎng)，主要客戶包括安靠、南茂科技、長電科技、通富微電等封測(cè)龍頭，博通、瑞薩等IDM大廠，瀾起科技、艾為電子、INPHI等知名IC設(shè)計(jì)廠商。

技術(shù)水平提升的同時(shí)，隨著行業(yè)逐漸走向成熟，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，如何降本成為產(chǎn)業(yè)鏈公司提高競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在，采用產(chǎn)品性價(jià)比高、能滿足特定類型產(chǎn)品個(gè)性化需求并能夠提供及時(shí)、快速售后服務(wù)的國產(chǎn)測(cè)試設(shè)備已成為國內(nèi)各集成電路廠商的重要選擇，上述國產(chǎn)分選機(jī)頭部企業(yè)將顯著受益。

平移式或成最普遍方案 精準(zhǔn)、高效技術(shù)趨勢(shì)不變

根據(jù)傳輸方式不同，分選機(jī)設(shè)備可分為重力式分選機(jī)、轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)及平移式分選機(jī)，其傳輸芯片方式分別為重力下滑、器件在轉(zhuǎn)塔內(nèi)旋轉(zhuǎn)及水平抓取。

重力式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)和操作，生產(chǎn)性能穩(wěn)定，故障率低，缺點(diǎn)在于產(chǎn)量低，不支持體積較小、球柵陣列封裝等特殊封裝類型產(chǎn)品測(cè)試，另據(jù)業(yè)內(nèi)介紹，其還存在同測(cè)數(shù)量少、效率低，且靈活性差，不容易切換的缺點(diǎn)。

轉(zhuǎn)塔式結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，每小時(shí)產(chǎn)量高，可以集成打印、外觀檢查、包裝等功能，但不適用于重量較大、外形尺寸較大的產(chǎn)品，加上其同測(cè)數(shù)量相對(duì)較小、同一工位只能測(cè)試一種功能，因此更加適用于被動(dòng)元件等尺寸較小、功能相對(duì)簡(jiǎn)單的半導(dǎo)體產(chǎn)品。

與上述兩種分選機(jī)相比，平移式局限性相對(duì)較小，可靠性高，適用封裝類型廣，可適用封裝尺寸廣，同時(shí)可對(duì)測(cè)試環(huán)境（如溫度、低靜電環(huán)境等）進(jìn)行配置，并對(duì)芯片測(cè)試結(jié)果進(jìn)行多種分類，因此市場(chǎng)空間寬廣。

據(jù)介紹，通常芯片尺寸在3×3mm及以上，會(huì)采用平移式方案，但目前如金海通推出的平移式分選機(jī)已能適用于2×2mm。需要指出的是，尺寸范圍在2×2mm-6×6mm的芯片，一般認(rèn)為平移式、轉(zhuǎn)塔式方案均可適用，但后者由于測(cè)試工位較少，且僅能測(cè)試單一功能，有一定局限。

此外，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，平移式分選機(jī)的適用范圍有望進(jìn)一步拓寬。以汽車芯片為例，據(jù)業(yè)內(nèi)介紹，傳統(tǒng)汽車芯片一般采用重力式分選機(jī)，但隨著芯片尺寸進(jìn)一步微縮，部分汽車芯片轉(zhuǎn)向平面式封裝，平移式分選機(jī)也因此得到更多的應(yīng)用。

先進(jìn)封裝同樣將是推動(dòng)平移式分選機(jī)走向更廣闊市場(chǎng)的重要推手。業(yè)內(nèi)人士對(duì)集微網(wǎng)表示，先進(jìn)封裝多用于功能復(fù)雜的電子設(shè)備所用芯片，芯片尺寸不會(huì)太小也不能太大，一般呈扁平形態(tài)，因此優(yōu)先采用平移式分選機(jī)。

整體來看，大批量進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)要求分選設(shè)備具備較高的單位產(chǎn)能、換測(cè)時(shí)間以及較低的故障停機(jī)率；封裝形式多樣性要求分選設(shè)備具備在不同的封裝形式下快速切換的能力；產(chǎn)品測(cè)試性能多樣化則需要測(cè)試分選機(jī)配合提供多種溫度環(huán)境等多樣性功能。

在此趨勢(shì)之下，平移式分選機(jī)優(yōu)勢(shì)顯著，應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)一步拓寬的同時(shí)，有望在未來幾年持續(xù)的擴(kuò)產(chǎn)以及國產(chǎn)替代趨勢(shì)下，獲得顯著增量，相關(guān)企業(yè)有望將迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。