国产半导体测试设备加速突围!产业链公司梳理

丰华财经

17小时前

公司这一轮面对的需求主要来自国内存储厂扩产,以及DRAM、HBM等产品复杂度提高以后增加的测试环节,有望进一步拓展高端存储测试设备。
导读现阶段国产设备行业核心发展关键,在于推进产品客户验证与产线批量落地,依托真实量产数据持续优化软硬件,逐步缩小与海外高端设备的技术差距。

AI芯片迭代大幅拉长测试时长,测试成本占比持续抬升

随着AI芯片架构持续升级,单颗芯片测试时长呈现指数级增长,测试环节产业价值显著提升。英伟达Hopper架构芯片单颗测试时长约350秒,升级至Blackwell架构后,测试时长增至700至1000秒,下一代Rubin架构芯片测试时长预计接近2000秒。对应芯片测试成本占比同步攀升,从过往的2%左右,提升至当前5%至10%以上,测试环节已成为高端AI芯片生产制造的核心成本构成。

AI芯片测试时长大幅拉长的核心原因,在于芯片架构复杂度的跨越式提升。新一代AI芯片不再是单一GPU运算单元,而是集成GPU、多颗Chiplet、HBM内存的异构集成体系,晶体管数量达到千亿级别,工作供电电流突破1000A,高速接口迭代至112G PAM4规格。芯片集成度、接口速率、供电规格全面升级,带动测试项目大幅增加,单颗芯片占用测试设备的时长持续提升,在芯片产量不变的前提下,行业对高端测试设备的需求量持续扩容。

芯片测试全流程解析,高端ATE设备适配AI芯片严苛需求

晶圆厂流片完成后的芯片无法直接装机使用,需要经过多阶段精密测试筛选,形成CP测试、FT测试、SLT系统级测试的完整流程,ATE自动测试设备是贯穿全流程的核心硬件载体。晶圆制造完成后,首先开展CP晶圆测试,设备通过探针卡接触未切割、未封装的晶圆芯片,排查电路故障,提前筛选不良品,规避后续封装环节的无效成本投入。

芯片封装完成后,需进行FT成品测试,全面检测芯片功能、性能、功耗等核心指标,保障成品芯片基础品质。针对AI芯片这类超高复杂度产品,行业新增SLT系统级测试,将芯片搭载至贴近实际应用场景的模组与板卡,模拟长时间运行工况,排查长期工作下的潜在故障,进一步提升芯片可靠性。

高端ATE测试设备需要持续向芯片发送信号、捕捉反馈数据,精准识别高速接口的瞬时异常问题。因此适配AI芯片的高端测试设备,不仅需要超高运行速率,还需具备皮秒级时序精度、多引脚并行测试能力,同时提供稳定精准的供电体系,全方位匹配高端AI芯片的严苛测试标准。

海外双寡头垄断高端市场,软硬件生态构筑超高壁垒

全球高端芯片测试设备市场呈现高度垄断格局,核心份额集中于海外头部厂商。太平洋证券统计数据显示,爱德万、泰瑞达两家企业合计占据全球高端测试设备80%至90%市场份额,其中爱德万在后道测试设备领域份额约60%,泰瑞达接近30%,在高端SoC、存储芯片测试领域形成绝对垄断态势。

高端测试设备的行业壁垒同时覆盖硬件、软件与客户生态三大维度,短期难以被快速替代。硬件层面,高端设备需实现皮秒级时序精度、吉赫兹级高速信号处理与数千引脚并行测试,海外龙头具备核心器件自研能力,自主研发PE芯片、ADC/DAC、时钟分配芯片,搭建起从核心元器件到整机系统、配套软件的完整技术体系。

软件与客户生态壁垒更为突出,芯片厂与封测厂选定测试平台后,会基于设备定制开发专属测试程序。若更换设备厂商,需重新迭代测试程序、完成芯片全流程验证并开展工程师培训,国金证券测算单平台切换成本可超100万美元。高切换成本下,客户不会轻易更换成熟测试平台,国产设备切入高端市场不仅需要硬件性能达标,还需通过终端客户真实产线验证,迭代优化软硬件体系,验证周期长、落地难度大。

测试时长扩容叠加设备迭代,AI带动测试设备需求持续爆发

传统消费电子芯片、普通MCU芯片结构简单、测试项目少,测试流程简洁高效。而新一代AI异构集成芯片,需要分别完成GPU本体、Chiplet互联、HBM高速接口、大电流供电系统的全方位测试,测试维度大幅增加,持续拉长单芯片测试时长,直接推高行业设备需求。

测试时长翻倍式增长,直接导致高端测试设备供需格局紧张。当前高端SoC测试设备已出现明显供不应求,爱德万V93000 EXA Scale、泰瑞达UltraFLEXplus等主流高端设备售价高于上一代产品,交付周期长达8至12个月。同时测试设备具备持续迭代属性,伴随AI芯片架构、接口规格升级,存量设备需持续加装板卡、更新软件授权与测试功能,行业需求分为新增设备采购与存量设备升级两部分,双重逻辑支撑行业高景气。

HBM测试标准大幅升级,开辟测试设备全新增量空间

HBM高带宽内存迭代升级,是AI测试设备行业的核心增量来源之一。相较于常规单颗使用的DRAM芯片,HBM通过多层DRAM垂直堆叠、TSV硅通孔互联工艺制作而成,单一层芯片故障即会导致整体堆叠、封装成本损耗,因此测试流程更为严苛、测试项目更为丰富。

传统DRAM仅需完成晶圆测试、老化测试、速度测试三类基础项目,而HBM新增逻辑测试、KTBI测试、芯片修复、KGSD堆叠测试、TSV专项测试等多项核心流程,测试频次、测试精度、设备性能要求全面提升。海外龙头厂商已充分受益本轮增量,爱德万T5800专用HBM测试设备2024财年相关收入同比增长38%,泰瑞达也持续提升HBM测试领域市场份额。

除SoC、HBM核心测试需求外,行业持续衍生全新测试赛道,涵盖SLT系统级测试、硅光子与CPO光电集成测试、AI芯片大电流供电测试、精密电源及热管理测试等。随着芯片高速接口持续迭代,测试设备的传输速率、并行测试能力、引脚密度仍需持续升级,行业长期成长空间充足。

国产测试设备稳步突围,从低端品类向中高端SoC、存储领域进阶

国内测试设备行业已实现基础领域技术突破,在模拟芯片、功率器件、低端数字芯片测试设备领域技术成熟、量产稳定。伴随国内AI芯片产业快速发展,寒武纪、海光、平头哥、壁仞、燧原等本土AI设计企业,大幅提升国内测试设备的适配标准,相关芯片测试难度高于普通MCU,略低于英伟达顶级高端GPU,为国产设备迭代升级提供绝佳的验证场景。

存储测试领域同步迎来国产替代机遇,长鑫存储、长江存储持续扩产,带动DRAM、NAND及高端复杂存储芯片测试设备需求扩容。国产设备厂商可依托本土产业链优势,优先完成存储厂商产线验证,逐步提升设备测速、通道密度与软件适配能力,实现产品迭代升级。

目前国产高端测试设备与海外龙头仍存在代际差距,国金证券研判,长川科技D9000、华峰测控STS8600等国内顶尖设备,相较于爱德万、泰瑞达顶级平台存在1至2代技术差距,短板集中在最高数字速率、通道密度与软件生态体系。现阶段国产设备行业核心发展关键,在于推进产品客户验证与产线批量落地,依托真实量产数据持续优化软硬件,逐步缩小与海外高端设备的技术差距。

相关公司

精智达的主要方向是存储测试设备,2025年收入约11.3亿元,同比增长40.5%。公司这一轮面对的需求主要来自国内存储厂扩产,以及DRAM、HBM等产品复杂度提高以后增加的测试环节,有望进一步拓展高端存储测试设备。

300***是目前国内测试设备收入规模较大的企业之一,产品包括数字测试机、SoC测试机、分选机和探针台。公司目前正在持续提高SoC测试能力。D9000系列可以用于CP和FT测试,覆盖数字逻辑、数模混合、SoC和射频芯片,目前处于客户端验证推广阶段。

688***公司正在通过STS8600向数模混合和SoC测试继续扩展,同时通过自研ASIC测试芯片降低设备成本。已经有模拟和混合信号测试的客户基础,下一步主要看STS8600在更复杂SoC测试中的验证和订单进展。

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作者:于晓明 执业证书编号:A0680622030012

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导读现阶段国产设备行业核心发展关键,在于推进产品客户验证与产线批量落地,依托真实量产数据持续优化软硬件,逐步缩小与海外高端设备的技术差距。

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随着AI芯片架构持续升级,单颗芯片测试时长呈现指数级增长,测试环节产业价值显著提升。英伟达Hopper架构芯片单颗测试时长约350秒,升级至Blackwell架构后,测试时长增至700至1000秒,下一代Rubin架构芯片测试时长预计接近2000秒。对应芯片测试成本占比同步攀升,从过往的2%左右,提升至当前5%至10%以上,测试环节已成为高端AI芯片生产制造的核心成本构成。

AI芯片测试时长大幅拉长的核心原因,在于芯片架构复杂度的跨越式提升。新一代AI芯片不再是单一GPU运算单元,而是集成GPU、多颗Chiplet、HBM内存的异构集成体系,晶体管数量达到千亿级别,工作供电电流突破1000A,高速接口迭代至112G PAM4规格。芯片集成度、接口速率、供电规格全面升级,带动测试项目大幅增加,单颗芯片占用测试设备的时长持续提升,在芯片产量不变的前提下,行业对高端测试设备的需求量持续扩容。

芯片测试全流程解析,高端ATE设备适配AI芯片严苛需求

晶圆厂流片完成后的芯片无法直接装机使用,需要经过多阶段精密测试筛选,形成CP测试、FT测试、SLT系统级测试的完整流程,ATE自动测试设备是贯穿全流程的核心硬件载体。晶圆制造完成后,首先开展CP晶圆测试,设备通过探针卡接触未切割、未封装的晶圆芯片,排查电路故障,提前筛选不良品,规避后续封装环节的无效成本投入。

芯片封装完成后,需进行FT成品测试,全面检测芯片功能、性能、功耗等核心指标,保障成品芯片基础品质。针对AI芯片这类超高复杂度产品,行业新增SLT系统级测试,将芯片搭载至贴近实际应用场景的模组与板卡,模拟长时间运行工况,排查长期工作下的潜在故障,进一步提升芯片可靠性。

高端ATE测试设备需要持续向芯片发送信号、捕捉反馈数据,精准识别高速接口的瞬时异常问题。因此适配AI芯片的高端测试设备,不仅需要超高运行速率,还需具备皮秒级时序精度、多引脚并行测试能力,同时提供稳定精准的供电体系,全方位匹配高端AI芯片的严苛测试标准。

海外双寡头垄断高端市场,软硬件生态构筑超高壁垒

全球高端芯片测试设备市场呈现高度垄断格局,核心份额集中于海外头部厂商。太平洋证券统计数据显示,爱德万、泰瑞达两家企业合计占据全球高端测试设备80%至90%市场份额,其中爱德万在后道测试设备领域份额约60%,泰瑞达接近30%,在高端SoC、存储芯片测试领域形成绝对垄断态势。

高端测试设备的行业壁垒同时覆盖硬件、软件与客户生态三大维度,短期难以被快速替代。硬件层面,高端设备需实现皮秒级时序精度、吉赫兹级高速信号处理与数千引脚并行测试,海外龙头具备核心器件自研能力,自主研发PE芯片、ADC/DAC、时钟分配芯片,搭建起从核心元器件到整机系统、配套软件的完整技术体系。

软件与客户生态壁垒更为突出,芯片厂与封测厂选定测试平台后,会基于设备定制开发专属测试程序。若更换设备厂商,需重新迭代测试程序、完成芯片全流程验证并开展工程师培训,国金证券测算单平台切换成本可超100万美元。高切换成本下,客户不会轻易更换成熟测试平台,国产设备切入高端市场不仅需要硬件性能达标,还需通过终端客户真实产线验证,迭代优化软硬件体系,验证周期长、落地难度大。

测试时长扩容叠加设备迭代,AI带动测试设备需求持续爆发

传统消费电子芯片、普通MCU芯片结构简单、测试项目少,测试流程简洁高效。而新一代AI异构集成芯片,需要分别完成GPU本体、Chiplet互联、HBM高速接口、大电流供电系统的全方位测试,测试维度大幅增加,持续拉长单芯片测试时长,直接推高行业设备需求。

测试时长翻倍式增长,直接导致高端测试设备供需格局紧张。当前高端SoC测试设备已出现明显供不应求,爱德万V93000 EXA Scale、泰瑞达UltraFLEXplus等主流高端设备售价高于上一代产品,交付周期长达8至12个月。同时测试设备具备持续迭代属性,伴随AI芯片架构、接口规格升级,存量设备需持续加装板卡、更新软件授权与测试功能,行业需求分为新增设备采购与存量设备升级两部分,双重逻辑支撑行业高景气。

HBM测试标准大幅升级,开辟测试设备全新增量空间

HBM高带宽内存迭代升级,是AI测试设备行业的核心增量来源之一。相较于常规单颗使用的DRAM芯片,HBM通过多层DRAM垂直堆叠、TSV硅通孔互联工艺制作而成,单一层芯片故障即会导致整体堆叠、封装成本损耗,因此测试流程更为严苛、测试项目更为丰富。

传统DRAM仅需完成晶圆测试、老化测试、速度测试三类基础项目,而HBM新增逻辑测试、KTBI测试、芯片修复、KGSD堆叠测试、TSV专项测试等多项核心流程,测试频次、测试精度、设备性能要求全面提升。海外龙头厂商已充分受益本轮增量,爱德万T5800专用HBM测试设备2024财年相关收入同比增长38%,泰瑞达也持续提升HBM测试领域市场份额。

除SoC、HBM核心测试需求外,行业持续衍生全新测试赛道,涵盖SLT系统级测试、硅光子与CPO光电集成测试、AI芯片大电流供电测试、精密电源及热管理测试等。随着芯片高速接口持续迭代,测试设备的传输速率、并行测试能力、引脚密度仍需持续升级,行业长期成长空间充足。

国产测试设备稳步突围,从低端品类向中高端SoC、存储领域进阶

国内测试设备行业已实现基础领域技术突破,在模拟芯片、功率器件、低端数字芯片测试设备领域技术成熟、量产稳定。伴随国内AI芯片产业快速发展,寒武纪、海光、平头哥、壁仞、燧原等本土AI设计企业,大幅提升国内测试设备的适配标准,相关芯片测试难度高于普通MCU,略低于英伟达顶级高端GPU,为国产设备迭代升级提供绝佳的验证场景。

存储测试领域同步迎来国产替代机遇,长鑫存储、长江存储持续扩产,带动DRAM、NAND及高端复杂存储芯片测试设备需求扩容。国产设备厂商可依托本土产业链优势,优先完成存储厂商产线验证,逐步提升设备测速、通道密度与软件适配能力,实现产品迭代升级。

目前国产高端测试设备与海外龙头仍存在代际差距,国金证券研判,长川科技D9000、华峰测控STS8600等国内顶尖设备,相较于爱德万、泰瑞达顶级平台存在1至2代技术差距,短板集中在最高数字速率、通道密度与软件生态体系。现阶段国产设备行业核心发展关键,在于推进产品客户验证与产线批量落地,依托真实量产数据持续优化软硬件,逐步缩小与海外高端设备的技术差距。

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精智达的主要方向是存储测试设备,2025年收入约11.3亿元,同比增长40.5%。公司这一轮面对的需求主要来自国内存储厂扩产,以及DRAM、HBM等产品复杂度提高以后增加的测试环节,有望进一步拓展高端存储测试设备。

300***是目前国内测试设备收入规模较大的企业之一,产品包括数字测试机、SoC测试机、分选机和探针台。公司目前正在持续提高SoC测试能力。D9000系列可以用于CP和FT测试,覆盖数字逻辑、数模混合、SoC和射频芯片,目前处于客户端验证推广阶段。

688***公司正在通过STS8600向数模混合和SoC测试继续扩展,同时通过自研ASIC测试芯片降低设备成本。已经有模拟和混合信号测试的客户基础,下一步主要看STS8600在更复杂SoC测试中的验证和订单进展。

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