又一家独立第三方芯片测试公司成功过会。

 

继20年11月利扬芯片登陆科创板、22年5月伟测股份上市委会议过会后,7月29日华岭股份也在北交所上市委会议上过会。除华岭股份外,从事第三方芯片测试业务的确安科技也在2011年挂牌新三板。

 

目前华岭股份处于创新层,即将转板北交所上市。今日过会,预示着华岭股份成功IPO又向前迈进一步。

 

至此,A股市场有望集齐国内三大独立芯片测试公司:利扬芯片、伟测股份、华岭股份。

 

第三方测试 vs 封装一体

 

封装是对制造完成的晶圆进行划片、贴片、键合、电镀等一系列工艺,以保护晶圆上的芯片免受物理、化学等环境因素造成的损伤,增强芯片的散热性能,以及将芯片的I/O端口引出的半导体产业环节。

 

测试主要是对芯片、电路等半导体产品的功能和性能进行验证的步骤,其目的在于将有结构缺陷以及功能、性能不符合要求的半导体产品筛选出来,以确保交付产品的正常应用。

 

在第三次产业转移以及国家大力发展自主可控的背景下,我国集成电路行业进入发展快车道,整体增速高于全球平均水平。其中第三方独立测试在国内起步较晚,大部分作为封测一体而存在,即封装和测试一同完成。

 

国内“封测一体”公司如长电科技、通富微电、华天科技,以2021年营收计算,这三家封测公司以305亿元、158亿元、121亿元分别位列全球前十大委外封测厂商中第3、第5及第6。

 

国内“封测一体”厂商前三甲格局已定,在过去是十几年、甚至二十年的发展中,它们通过资源整合和规模扩张实现市占率的不断提升。但从整条集成电路产业链看,“封测一体”是其中赚钱最难的行业,行业平均毛利率只有20%左右,纯赚“辛苦钱”。

 

 

 “封测一体”模式中的测试更多是属于自检,也就是在封装完成后进行测试检验,测试的内容主要是芯片的基本电性能测试和接续测试,很多更深层次的测试要求,比如功能、性能和可靠性,则需要专业测试企业来完成,这是芯片交付必须的品质保证环节。封测一体因一站式服务,在成品获客上有优势。

 

封装企业的核心技术是专注于封装工艺制程的研究,是在充分了解材料特性和力学基础上的组装和加工。

 

而独立第三方集成电路测试公司的专长在于软件和硬件的结合对产品做价值判断,重点在于测试方案的开发,基于芯片的工作原理实现对芯片性能参数和功能的量测,主要包括静态电流、动态电流、驱动能力、漏电流等直流参数,以及工作频率等交流参数,测试和封装对研发人员的要求完全不同。回顾中国台湾半导体产业链发展,1987年台积电成立之后,张忠谋先生就推导专业分工,因为专业分工,所以造就晶圆制造龙头台积电,封装龙头日月光,以及全球测试龙头京元电子。

 

目前产业链向大陆转移的过程中,台湾的这种模式值得借鉴。随着我国半导体产业向专业化、分工细化趋势迈进,将封装和测试两个工序分开,分别交由专业团队来独立完成已成为大势所趋。

 

测试贯穿产业链各个环节测试是半导体产业必不可少的环节,其贯穿在芯片设计、晶圆制造、芯片封装以及集成电路应用的整个产业链全过程,是每个环节的“质检员”。

 


首先,芯片设计流程需要芯片验证分析,即对晶圆样品和芯片成品样品进行设计正确性、有效性验证并分析;其次,芯片的生产流程包括晶圆制造和封装,在这两个环节中可能由于设计不完善、制造工艺偏差、晶圆质量、环境污染等诸多因素,造成集成电路功能失效、性能降低等缺陷,因此,分别需要完成晶圆测试和成品测试。

 

晶圆测试是利用探针台和测试机组成的测试系统对生产出的晶圆进行测试,通过探针对晶圆上每个独立的管芯的引线接触,对管芯输入信号,侦读输出值,对每颗管芯进行逐一检测,筛选出不良品并进行标识从而不进入后续的封装。

 

在测试过程中,也会利用晶圆内置机制,通过调修将制造缺陷电路替换为冗余电路,使晶圆缺陷得以修复。测试完成后形成测试报告,反馈给设计公司或制造厂商进行分析,以作为未来设计效能与良率提升的参考依据。

 

晶圆测试使用设备:测试机、探针台、仪器仪表、探针卡

 

成品测试是利用分选机和测试机组成的测试系统对已经完成封装的集成电路芯片进行测试,分选机将被测芯片逐个自动传送至测试工位,被测芯片的引脚通过测试工位上的基座、专用连接线与测试机连接,测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号,以验证封装过程的正确性并保证每颗芯片能够达到设计要求的指标。测试完成后形成测试报告,反馈给设计公司、制造厂商或封装公司进行分析。

 

成品测试使用设备:测试机、分选机、仪器仪表、测试夹具

 

从2021年全球半导体测试设备市场结构来看,测试机市场占比63.10%、分选机占比17.4%、探针台15.2%。

 

目前,高端测试设备基本被美国泰瑞达、日本爱德万所垄断,据SEMI数据,2021年全球半导体测试机市场泰瑞达和爱德万市场份额占比合计为84%(泰瑞德51%、爱德万33%)。国内第三方芯片测试厂商的测试设备仍大量依赖进口,存在“进口设备依赖”的风险。

 

距离国际龙头差距还很大

 

近年来,独立第三方芯片测试厂商在国内开始兴起,并开始达到一定规模,进而登陆资本市场。如上文中提到的利扬芯片、伟测股份、华岭股份。

 

 

相较“封测一体”厂商,独立第三方芯片测试厂商特点为:

 

第一,因专注测试工艺,具备更好的测试专业性;产能不与半导体制造封装绑定,调配更为灵活。独立性上,可以避免测试结果受到其他利益因素影响,保证测试结果有效反馈。

 

第二,虽然营收规模仅是“封测一体”厂商的零头,但独立第三方芯片测试厂商盈利能力更强,毛利率在50%以上(封测一体20%左右),属于“小而美”的企业类型。

 

第三,独立第三方测试是分工细化的产物,遵循产业发展趋势。但“封测一体”模式还会存在,“封测一体”厂商未来增量主要看先进封装,而非测试。

 

但从全球视角看,参照台湾独立第三方测试企业京元电、矽格及欣铨的营收规模和市值体量,利扬芯片、伟测股份、华岭股份规模都还太小且测试设备依赖进口。

 


全球最大的专业测试公司——京元电子成立于1987年5月,至今已有35年的经营历史。公司具有较长的经营历史和深厚的技术积累,主要客户包括联发科、高通等知名企业,技术方案涉及存储器、射频、LCD驱动芯片、图像传感器、汽车电子、MEMS等领域。

 

京元电子在自动测试设备ATE、自动控制机械手机台、工夹具制备等方面具备相对完善的研发能力,尤其是其自研的E320系列测试设备,为其提供了差异化竞争优势,该设备的应用使京元电子可以提供更有针对性的测试解决方案、更充沛的测试产能、降低机台购置成本并有效改善财务效益。

 

此外,京元电子晶圆测试的最高pins数、最大同测数等技术指标优于华岭股份,覆盖的成品测试封装尺寸、封装类型较华岭股份更为广泛。

 

图:各家测试参数对比

 

 

相比之下,国内第三方测试企业经营时间尚短,业务渗透仍需时间。华岭股份成立于2001年,利扬芯片2010年;伟测科技2016年。

 

此外,由于国内第三方测试企业的测试设备大多需要外购或者租赁,增加企业经营成本,进而蚕食利润。

 

以华岭股份为例,2019-2021年公司平均每年将对外采购金额的50%给到泰瑞达、爱德万购买测试设备。华岭股份生产设备折旧年限为3-5年,近三年(2021-2019)公司固定资产的折旧金额分别为4185.26万元、5789.23万元和6268.31万元,占同期利润总额的比例分别为104.36%、88.55%和60.39%。

 

未来独立第三方测试公司“晋级”方向:设备自研或国产替代、储备适合各类芯片的测试系统、提高测试性能、测试范围进一步扩大以满足市场需求。

 

未来三年测试增量空间250亿元

 

根据中国台湾地区工研院的统计,集成电路测试成本约占设计营收的6%-8%,结合中国半导体行业协会的数据,取中值7%测算我国集成电路测试的营收规模,可得2021年我国集成电路测试营收规模约为316.33亿元,同比增长19.60%。2011年至2021年各年,我国集成电路测试市场规模如图所示:


目前国产化、国产替代正在全力推进中,预测到2025年,国内测试的总产值可能会达到550亿人民币,约占到全球一半。也就是未来的三年时间,国内测试将有250亿的巨量增长空间。

 

在集成电路测试市场快速增长的背景下,越来越多的初创企业加入进来,例如芯信安、国芯准测试、领寸技术等,7月第三方测试公司朗迅科技更是完成数亿元C轮融资……

 

三家国产第三方芯片测试厂商的相继上市,或许只是开始。