从一组数据可以看出中国半导体的实力。中国进口芯片总额连续六年超过2000亿美元,2018年~2020年中国芯片进口额约3000亿美元。2020年,中国芯片需求量约为3500亿美元,而中国生产的芯片需求量为560亿美元,自产比例为16%。随着进口替代的发展,滚雪球的坡道又高又长,中国芯片迎来了发展的黄金十年。我们的目标是,到2030年,在中国约5000亿美元的需求市场中,自产芯片的规模可以达到3500亿美元,自产芯片的比例可以达到70%。
为了实现这一愿望,芯片的所有环节都需要共同努力。众所周知,芯片涉及到很多环节,包括设计、制造和包装测试,每个环节对最终芯片都非常重要。其中,芯片测试是实现从研发到批量生产的关键和必要环节,也是我国半导体发展的重大突破。
国内芯片测试市场格局如何?
不得不说,芯片产业链中几乎所有的蛋糕都很大,芯片测试也不例外。根据Gartner咨询和法国里昂证券的预测,2025年全球芯片测试服务市场预计将达到1094亿元,其中中国芯片测试服务市场将达到550亿元,占50.3%,五年内将有超过250亿元的巨大增长空间。
芯片测试主要包括两个方面:晶圆测试CP和成品测试FT。晶圆测试CP在多芯片包装场景中尤为重要,可以有效避免其他芯片因单个芯片不良而共同埋葬;成品测试FT可以有效筛选出包装过程中损坏的芯片,保证最终芯片的质量。对于7nm.5nm.3nm等高端芯片,芯片测试更为重要。它可以实现从研发到量产的闭环,指导芯片设计。
当然,在不同的测试过程中使用的设备也有所不同。在晶片试验阶段,主要采用试验机和探针台,在成品试验阶段采用试验机和分拣机。在整个测试设备中,ATE是芯片测试的核心设备,现在,特别是高端芯片,非常需要ATE测试设备来确保生产。仅芯片ATE自动测试设备的总市场规模就达到了70亿美元。
然而,在ATE设备市场格局中,国内企业的话语权并不乐观。美国和日本的两大巨头泰瑞达和埃德万测试占据了90%的市场份额,几乎覆盖了所有知名的半导体公司。
国内的测试公司开始得更漂亮。每日测试公司大约40年后,国内设备的功能很难做到一切,符合所有的使用场景。经过几十年的验证,外国设备可以确保设备的稳定性和可靠性,并最大限度地满足各种芯片的长期测试需求。此外,为了开发功能齐全的测试设备,需要投入大量资金来提高性能,这对于国内容量不足的企业来说是困难的。
因此,目前的情况是,国内测试设备企业在设备进口、公司收入、利润和员工方面与美国和日本巨头之间存在很大的数量级差距。以中国最成熟、领先的ATE测试设备制造商华丰测控为例,以下数据可以直观地看到国内ATE设备制造商与美国和日本巨头之间的差距:
现有的测试设备和技术是建立在原有的基础上的。只有通过创新和建立新的规则,我们才有机会打破垄断。张景阳指出,要参加全球竞争,我们需要聚集顶尖的国际技术专家,建立一支具有较强综合能力的专业测试团队。
如何打破ATE测试设备的现有格局?
针对行业中存在的这些痛点,摩尔精英提出了独立ATE设备+数字测试服务模式的探索。张景阳解释说,ATE设备是自主开发的,但设备不会出售,而是租给客户,坚持只租不卖的原则,为客户提供测试服务。这也是世界上最大的测试工厂京源电子KYEC的成功验证模式,年销售额68亿元。
张景阳说,这种模式可以解决现有模式的一些困难。一方面,ATE设备可以通过测试服务得到推广:以ATE设备技术为核心,支持中国芯片公司芯片公司通过测试服务加速国内替代,快速提升ATE设备装机容量,获取量产数据反馈,优化ATE设备性能;相反,它还可以通过ATE设备提升测试服务:在全球范围内招募顶级团队,继续投入大量资金开发顶级ATE设备,为芯片公司提供数字化测试服务,提升测试服务水平,进而提升芯片质量。