2020年《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》印发，中国政府第一次将封测企业拆分为封装企业和测试企业，预示着中国大陆紧缺的第三方专业测试公司正逐步加速走上市场的舞台。近年来，传统芯片厂商交由封测厂商来完成的芯片测试业务，越来越多地被交给独立测试厂商完成。国内IC产业专业分工的趋势不断发展，独立的IC测试厂商逐渐被行业重视起来。

芯片自动化测试设备能够通过计算机编程取代人工劳动，自动化的完成测试序列，极大程度地优化检测流程，提升效率，是全球半导体设备产业之中的重要组成部分。然而整个国际芯片测试设备市场90%以上份额被美日所占领，国产ATE中高端设备产业急需发展。


发展历程

半导体测试设备主要经历启动期、震荡期、高速发展期三个阶段。1960-1995年期间，20世纪60年代，半导体测试设备主要测试简单模拟IC，测试速度小于10MHz，代表机型为仙童5000C；70年代，测试设备可测试中小规模IC，测试速度可达40MHz，代表机型为爱德万TR4100；同时期，随着家电行业的兴起，半导体器材逐步从军工延伸到家电领域，带动半导体测试设备不断发展。

1996-2012年期间，20世纪90年代，半导体测试设备测试对象发展至LSI/VLSI，测试速度提升至500MHz，代表机型有爱德万T-3330和泰瑞达A500。随着2010年物联网、人工智能、云计算等技术的发展，拓宽了半导体器件的应用领域，推动全球半导体测试设备产业规模扩大。

2013年至今，该阶段半导体测试设备测试对象扩展至SoC/MEMS等，测试速度提升至0.1-1GHz，代表机型有爱德万T2000、泰瑞达UltraUFLEX。


全球半导体第三方检测分析市场蓬勃发展

根据全球市场研究机构 Markets and Markets 的预测，全球失效分析市场将由2020 年的 39 亿美元增长至 2025 年的 59 亿美元，同时，Markets and Markets 指出，半导体及相关电子产业属于亚太地区失效分析市场最大的应用领域，半导体产业的快速发展推动了失效分析市场的增长。

根据 QY Research 数据，包括失效分析等测试项目在内的全球半导体第三方实验室检测分析市场规模目前已突破 30 亿美元，预计在 2028 年达到 75 亿美元，在半导体行业整体技术快速迭代的发展过程中，半导体检测分析的需求增速将超过半导体行业整体市场增速。


我国半导体产业发展迅猛，第三方实验室检测分析需求随之提升

① 产业链转移叠加产业政策加码，我国半导体产业迅猛发展

受国际贸易摩擦和半导体技术封锁等因素的影响，国家高度重视集成电路产业，出台了各类政策鼓励支持国内半导体产业发展、加快国产替代进程。2020年 8 月，国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，从税收、融资、人才、市场等多个维度支持国内半导体相关企业的发展。

在我国政策大力支持，以及全球产业链分工变化的大背景下，全球集成电路产业正在进行第三次产业转移，产业转移会引发产业发展方向的变化和资源的重新配置，新兴市场主体能够有更多机会进入市场，进而带动整个行业的革新和发展。

中国作为产业转移的承接国，已经凭借劳动力成本优势和招商引资鼓励政策、人才培养政策逐步承接了部分半导体封测和晶圆制造业务，推动了芯片设计、晶圆制造、封装测试等产业环节的完善和发展。5G 建设的不断深入也带动了物联网、智能汽车等产业的发展，未来集成电路、分立器件、光电器件等市场的需求有望持续增长。

中国半导体行业协会的数据显示，2021 年，中国集成电路行业销售额为10,458.30 亿元，同比增长 18.20%，其中设计业销售额为 4,519.00 亿元，制造业销售额为 3,176.30 亿元，封装测试业销售额为 2,763.00 亿元，分别同比增长19.60%、24.07%、10.10%。根据国家统计局统计，国内集成电路产量已从 2012年的 779.61 亿块增长到 2021 年的 3,594.30 亿块，复合增长率达到15.54%。


② 半导体产业链国产化趋势为测试分析市场提供发展契机

在国际贸易摩擦背景之下，发展半导体产业已上升至国家战略层面，推动半导体产业技术进步是国家坚定不移发展的大方向。在半导体国产化趋势深化的大环境下，且在国家科技重大专项与产业投资基金的支持下，我国半导体产业链不断完善，国内已陆续涌现一大批优秀的芯片设计、芯片制造及封测厂商。

根据半导体行业协会年会报告数据，目前国内的芯片设计厂商已由 2016 年的 1,362 家增长至 2021 年的 2,810 家，2016 年至 2021 年，国内集成电路设计行业产值复合增速高达 22.41%。芯片设计厂商通常基于终端应用需求升级对于产品设计方案进行创新，带来下游制造、封装等多领域的工艺演进，也会催生最前端材料及半导体设备的变革。由海外企业主导的设备及材料领域在近年来亦有所突破，国产替代趋势不减。半导体产业国产化必然经历反复研制与试验的过程，测试与分析市场也将迎来下游旺盛的检测分析需求。检测分析实验室综合运用多学科、多领域的检测分析技术，向半导体产业链各方提供多方位检测分析结果，助力产业链技术升级发展，为产业链国产化保驾护航。


③ 我国半导体第三方实验室检测分析市场空间广阔

检测分析行业为各产业升级发展提供支撑性服务，与下游细分行业融合发展，新兴领域检验检测市场受益于新兴领域自身的高速发展，在整体检测检验市场中的收入占比逐渐提升。

国家市场监督管理总局数据显示，2021 年针对电子电器、机械等新兴领域的第三方检测机构收入规模共计 737.71 亿元，同比增长23.48%，其增速远高于检验检测整体行业增速。根据中国半导体协会数据，预计到 2024 年，我国半导体第三方实验室检测分析市场规模将超过 100 亿元，2027 年行业市场空间有望达到 180-200 亿元，年复合增长率将超过 10%。


芯片集成度上升，CP测试环节愈发重要

CP测试是指通过探针台和测试机的配合使用，对晶圆上的裸芯片进行功能和电参数测试。其测试过程为：探针台将晶圆逐片自动传送至测试位置，芯片的Pad （Passivation opening，指封装在芯片内部的硅片管脚）点通过探针、专用连接线与测试机的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给探针台，探针台据此对芯片进行打点标记，形成晶圆的Map图。

CP测试成本分为固定成本和可变成本。其中，固定成本主要包含DFT开发成本、设备成本以及测试程序制作和调试；可变成本主要对应测试时间成本，主要考虑提高DFT测试效率，增加同测数以及尽可能提高测试程序效率。

CP测试在整个芯片制作流程中处于晶圆制造和封装之间，测试对象是针对整片晶圆（Wafer）中的每一个晶粒（Die），目的是确保整片（Wafer）中的每一个Die都能基本满足器件的特征或者设计规格书，通常包括电压、电流、时序和功能的验证。由于Die的规格较小，进行探测的探针（Probe）需要具备极高精度，因此壁垒较高。

CP测试的具体操作是在晶圆制作完成之后，成千上万的裸Die（未封装的芯片）规则地分布满整个Wafer。由于尚未进行划片封装，只需要将这些裸露在外的芯片管脚，通过探针（Probe）与测试机台（Tester）连接，进行芯片测试就是CP测试。


FT测试复杂性增加，ATE结构测试成为主流

成品测试（FT-Final Test）主要是指通过分选机和测试机的配合使用，对封装完成后的芯片进行功能和电参数测试。其测试过程为：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的功能模块进行连接，测试机对芯片施加输入信号并采集输出信号，判断芯片功能和性能是否达到设计规范要求。测试结果通过通信接口传送给分选机，分选机据此对被测芯片进行标记、分选、收料或编带。

成品测试在整个芯片测试产业链中占据了大部分的成本。在成品测试中，逻辑验证占时间的60%以上，且制造后的调试时间将造成较大的机会成本。因此，如何降低成品测试的时间成本成为半导体第三方测试厂商的重要突破方向。成品测试目前主要采取两种方式：功能测试 (Functional Test)和结构测试(Structural Test) 。

功能测试方法的基本原理是“黑箱理论”，在测试中，将检验待测设计看作待测黑箱，不需要进一步了解芯片内部具体情况，只需要将一系列的测试向量通过测试机试加到被测芯片的输入管脚上，然后运行测试，被测芯片就会输出相应的测试响应。功能测试往往耗费时间长、成本相对较高。

与功能测试相对的是结构测试（白盒测试）。结构测试是在对于电路结构清楚的基础上，通过芯片的输出管脚来观测内部信号的状态。由于清楚电路结构，结构测试可以开发各种测试产生算法，自动对电路产生相应的测试向量并将测试反馈和自动生成的期望响应对比，快速评估测试质量。过去十多年里DFT快速发展，ATE得到普及，结构测试当下已经在FT等大部分场合取代高成本的功能测试；不过，SLT从性质上也是功能测试，与主流ATE测试各有优势，目前渗透率也在逐步提升。