半導體是數字產業(yè)的基石，而半導體制造設備又是支撐半導體產業(yè)發(fā)展的利刃武器。

芯片先進制程的特征尺寸逼近物理極限。在后摩爾定律時代，封測在半導體產業(yè)鏈中的地位愈發(fā)突出。先進封裝技術成為延續(xù)摩爾定律的重要途徑之一，封測設備在半導體設備行業(yè)中的占比逐漸提升。

封裝測試屬于芯片制造的后道工序。芯片封測有分片、固晶、綁線、測試等主要環(huán)節(jié)。封裝是芯片的成品制造環(huán)節(jié)，安放、固定、密封和保護芯片，以確保電路性能和散熱性能。測試主要是對芯片產品的功能、性能測試等，將性能不達標的產品篩選出來。

圖源：長電科技

目前，主要的半導體封測設備包括減薄機、探針臺、劃片機、測試機和分選機等；封裝測試產業(yè)鏈上游主要為封裝基板、鍵合絲、芯片粘接材料、切割材料等封裝材料；中游為集成電路的封裝測試環(huán)節(jié)；下游為5G手機、筆記本電腦、服務器、汽車、智能家居、游戲設備和可穿戴設備的廣泛應用。新興應用端帶來的市場需求增量，中國大陸封測市場藍海時代悄然開啟。

半導體行業(yè)第三次轉移，全球半導體產能倒向有巨大需求市場的中國大陸。然而國產封測設備與我們不斷擴大的封測產業(yè)規(guī)模形成巨大反差。大量核心半導體設備長期依賴進口，封測設備基本被國外品牌壟斷，近些年的國產化率整體上為5%左右，在最為核心的IC固晶機、焊線機、磨片機等封裝設備領域國產化率更低到塵埃里。在當前大背景下，這意味著中國先進封裝及測試（設備）的供應鏈處于極不確定的供斷風險中。

2021年中國大陸封裝測試設備國產化率 圖源：MIR DATABANK

近年來，受益于終端市場景氣度提振，全球半導體需求整體向好，半導體設備規(guī)模呈現總體上升趨勢，據SEMI預測，2022 年全球晶圓廠設備支出將突破 1,000 億美元。

封裝環(huán)節(jié)占據封測價值量的絕大部分，據Gartner統(tǒng)計，封裝環(huán)節(jié)占整個封測市場份額的80-85%，測試環(huán)節(jié)占整個封測市場份額約15-20%。封測是我國在半導體行業(yè)中全球市場份額較高的一個環(huán)節(jié)。封測廠商需要投資大量的專用設備，后道工廠的資本和研發(fā)投入雖然相對于前道晶圓廠較小，但先進封裝工藝也需大量專用設備和工藝支持。

隨著先進封裝的不斷推進，SiP技術、3D封裝、Chiplet等技術逐漸顯露出巨大潛力，以及終端需求的提升，封測設備在半導體設備行業(yè)中的占比逐漸提升。

先進封裝設備

作為芯片生產最后一公里的核心步驟，如果沒有封裝環(huán)節(jié)，就無法保證可用性，芯片就無法出貨流向市場。

先進封裝進入到晶圓級封裝、系統(tǒng)級封裝、2.5D、3D等，更是加速了封裝設備的不斷精進更迭。在晶圓制程技術提升放緩的大背景下，先進封裝成為延伸摩爾定律的救命稻草。

圖源：通富微電

封裝是將生產加工后的晶圓進行切割、焊線塑封，避免受對物理、化學性損害，使集成電路與外部器件實現電氣連接、信號連接。半導體封裝設備包括切割減薄設備、劃片機、貼片機、固化設備、引線焊接 /鍵合設備、塑封及切筋設備、清洗與搬運設備等。綜合調研機構的數據，各類設備的市場占比情況如下：

貼片機市場占30%引線機市場約占23%劃片和檢測設備占28%切筋與塑封設備占比18%電鍍設備1%左右貼片機是封裝過程中是最關鍵、最核心的設備。貼片機可高速、高精度地貼放元器件，并實現定位、對準、倒裝、連續(xù)貼裝等關鍵步驟。先進封裝貼片機分為FC封裝貼片機、FO封裝貼片機和2.5D/3D貼片機。最尖端的先進封裝貼片機設備為TSV/3D封裝以及晶圓級封裝的貼片機。

圖源：富士德中國有限公司

除此，先進封裝要求的其他封裝設備還包括引線機、劃片機、塑封與切筋設備以及電鍍機。

由于先進封裝設備的技術壁壘較高，全球封裝設備呈現寡頭壟斷格局。目前全球貼片機市場的競爭格局為“兩超多強”，Besi和ASM占據超過全球60%的市場份額。據CIC灼識咨詢統(tǒng)計，目前先進封裝貼片設備，以出貨量或收入計，市場中Besi、Capcon和ASM幾乎占據市場絕大多數體量。

目前中國大陸各類封裝設備幾乎全部依賴進口，主要進口封裝設備品牌如下：

裝片機：ASM Pacific、Besi、FASFORD和富士機械倒片機：ASM Pacific、Besi打線設備：K&S、ASM Pacific、新川劃片切割及研磨設備：DISCO、東京精密等塑封系統(tǒng)/塑封機：TOWA、ASM Pacific、APIC YAMADA雖然中國先進封裝在全球市場擁有強大的競爭力，但綜合各方數據，最近幾年的設備國產化率只有1-5%，遠遠低于先進制程的10-25%。

測試設備

任何一款芯片在上市之前，若不經過嚴格測試流程，那么一旦出現性能缺陷，再大批量召回是非常難的。

由于晶圓生產附加值極高，因此檢測設備在半導體產業(yè)中的地位日益凸顯。半導體檢測從設計驗證到最終測試都不可或缺，半導體檢測包括設計驗證、工藝控制檢測、晶圓測試(CP測試)以及成品測試(FT測試)。

圖源：華天科技

半導體檢測設備主要分為前道和后道測試設備。晶圓前道制造的測試包括晶圓幾何尺寸與表面形貌的檢測、成分結構分析以及電性測試，用到的設備是量測設備、缺陷檢測設備、過程控制軟件三部分；后道封測主要是通過分選機和測試機對芯片的電性參數及性能等進行測試，確保芯片出廠的性能在設計標準中。半導體檢測主要受限于復雜的分析算法、質量規(guī)則、特殊光學原理、高精度成像等，半導體視覺檢測量測是工業(yè)制造中最復雜的機器視覺應用。

JIG SAW 切割分選一體機 圖源：京創(chuàng)先進

測試設備方面，國內中高端測試設備主要依賴進口。據SEMI數據，2021年全球半導體測試機市場泰瑞達和愛德萬市場份額占比合計為84%。泰瑞達、愛德萬和科休三家公司以超過90%的市場份額壟斷半導體測試機市場，具有較高的技術與市場壁壘，各主要設備寡頭如下：

測試機：愛德萬、泰瑞達分選機：科休半導體、愛德萬探針臺：東京精密&東京電子圖源：國際半導體產業(yè)協會，華經產業(yè)研究院

從測試設備市場情況來看，據國際半導體產業(yè)協會數據，2021年全球半導體測試設備市場規(guī)模為78億美元，同比增長30%。預計2022年前道制造設備增速為18%增長至1070億美元，測試設備預計增長5%至82億美元。

值得一提，測試設備市場是一個暴利賽道。2021年泰瑞達和愛德萬的毛利率分為達到了58.80%和55.80%，顯著高于AMAT、LAM等半導體制造設備廠商，甚至高于全球光刻龍頭ASML的52.70%。華峰測控期歷年銷售毛利率均維持在80%左右。

2021年中國半導體檢測行業(yè)市場排名top5 圖源：前瞻研究院

半導體第三方實驗室檢測市場起源于中國臺灣， 目前國內市場中市占率較高的企業(yè)有宜特科技、閎康科技、中國賽寶、勝科納米、利揚芯片、偉測科技、華嶺股份、廣電計量、京隆科技、確安科技等。測量/檢測設備仍是前道國產化率最低的環(huán)節(jié)之一，中科飛測、上海精測、睿勵科學、東方晶源等本土廠商已經實現一定突破。

國內的半導體檢測起步較晚，且行業(yè)準入門檻高、技術壁壘高、資金壁壘高等，現階段本土入局者仍較少，對外依賴程度高，行業(yè)整體呈現規(guī)模小、集中度低的競爭格局。

封測設備重點攻關

在第十九屆中國半導體封裝測試技術與市場年會上，針對未來我國封測領域重點技術研發(fā)布局，長電科技的CEO鄭力在報告中指出，產業(yè)發(fā)展必須以技術研發(fā)驅動為要領，不應做單純的技術代工，并列出重點攻關技術包括：加大成品制造技術和產能投資力度；規(guī)劃大規(guī)模晶圓級微系統(tǒng)集成項目；高可靠高密度陶瓷封裝技術、高可靠塑封技術；晶圓級封裝、2.5D硅轉接板、TSV疊層封裝、SIP封裝技術；針對大功率功率器件及高可靠性汽車電子；基于先進封裝平臺開發(fā)特色封裝產品線。

從后道市場來看，針對封測設備，需要開發(fā)：5G PA類異形芯片共晶焊裝片機；開發(fā)50um以下low K存儲芯片隱形切割設備；開發(fā)5G基站類50um線徑高精度線弧細鋁線鍥形鍵合機；開發(fā)高密度Fan-out封裝用精度達2um貼片機；開發(fā)具有5G射頻、高電壓大電流（90V、30A以上）等功能的測試主機。

隨著先進封裝技術與前道制造日趨融合，先進封裝產業(yè)仍需求包括刻蝕機、光刻機、PVD/CVD、涂膠顯影設備、清洗設備、測試機等封測設備的大力支撐，國內的廠商仍在快速發(fā)展階段，仍需要加大研發(fā)驗證和市場占有率。

國產替代 逆風而行

封測設備國產率以個位數起底，這也意味著今后兩位數增長潛力，國產代替空間巨大。

根據MIR DATABANK數據表明，2021年中國大陸各類封裝測試設備的市場規(guī)模均有高速增長，探針臺、引線鍵合、貼片機設備甚至接近翻倍增長，增速都在85%以上。

2021年中國大陸封裝測試設備細分市場增速 圖源：MIR DATABANK

當前，多種利好因素正加大封測設備國有率的發(fā)力提升。

市場方面，全球半導體行業(yè)呈現高增長的態(tài)勢，國內集成電路產業(yè)也于2021年首破10，000億，晶圓產能提升刺激封測產業(yè)的資本開支超前；

需求方面，全球產能擴充的背景下，國內設備廠商與寡頭同場競技，出貨量顯著，后端封測迎來爆發(fā)期，有融入一線客戶供應鏈的機會；國內封裝大廠新增設備按種類統(tǒng)計國產化率大幅提升，國產設備采購總體數量前所未有；同時在推進設備國產化進程中，國產設備購買量穩(wěn)定增長；

政策方面，美方肆無忌憚的封鎖，國家扶植高新技術企業(yè)，各地加大對國產設備供應鏈扶持力度，國產設備擁有更多驗證試用的利好機會，進口替代明顯提速；

疫情防控方面，隨著國家放開管制，營業(yè)環(huán)境利于商務往來，企業(yè)應抓住第一波需求高峰，加大與國內外客戶的黏性；

安全方面， 半導體供應鏈的安全日益受到重視，封測廠正大量采購國產設備。國內上下游組成統(tǒng)一戰(zhàn)線；

技術方面， 國內代工廠新產線的升級以及芯片性能的提高，加上與國際寡頭技術競爭壓力下，正倒逼封測設備制造廠加大對技術攻關、設備升級，完全自主化成為奮斗方向；而且國產設備經過優(yōu)化和改進，宕機率大幅下降，目前基本能做到和進口設備相當；

人才方面，企業(yè)與高校產教深入融合，人才培養(yǎng)與國際合作加大推進；下一步仍要盡快建設科教協調、產教融合、以人才培養(yǎng)為核心的集成電路制造領域協同創(chuàng)新公共平臺；

服務方面，借鑒國外模式，比拼性能、追求性價比、高效周到的售后以及個性化需求定制，已成為國內IC廠商的重要選擇。

天水華天科技股份有限公司集團副總裁肖智軼在中國集成電路封測產業(yè)鏈創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇上，展示了全球及中國封測市場規(guī)模。據預測，全球的封測市場規(guī)模從2016年的510億美元增長到了2025年的722億美元。中國的封測市場規(guī)模從2016年的1564億元人民幣增長到2025年的3551.9億元，在2016年到2025年中國大陸的封測市場的復合增長率達到了9.54%，遠高于全球封測市場的平均值的3.95%。

先進封裝市場增長的主要驅動來自車載與工業(yè)傳感器、5G通訊、AR/VR、高性能運算、云計算及數據中心等需求的快速增長。下游應用領域對于集成電路等產品性能要求的提升，半導體檢測市場需求空間正在逐步擴大。

在國家政策和資金的大力扶持下，一批優(yōu)質的國產半導體封測設備廠商，直接對標國際巨頭，以謙虛學習的心態(tài)和不服就干的魄力脫穎而出，在眾多細分領域已經逐漸打破海外廠商壟斷市場的格局。

以下是未來半導體調研整理的部分封測設備企業(yè)國產化新進展。

我國已連續(xù)多年成為全球最大的半導體消費市場，在國家政策支持和市場需求增強的帶動下，國內半導體產業(yè)必將迎來騰飛。雖然半導體封測設備企業(yè)如制造設備一樣狂飆突進，但在很多核心技術、核心裝備與國際有不少差距。封裝設備本身研發(fā)門檻高，同時客戶還很關注，整個產線不同工位設備的功能性能的協同。封裝設備面臨更多元化的封裝功能、更精致的精度控制和更高的自動化水平要求。

在第二十屆中國半導體封裝測試技術與市場年會上，中國半導體行業(yè)協會封測分會當值理事長石磊指出：在新的發(fā)展階段，面對各種挑戰(zhàn)，需要政府、企業(yè)、金融、投資機構、高校、院所等相關各方加強協同，始終保持戰(zhàn)略定力，進一步構建協同創(chuàng)新的體制機制，合力打造良好的產業(yè)發(fā)展生態(tài)，推動產業(yè)高端突破、全面提升，促進產業(yè)高質量發(fā)展。

想要實現行業(yè)的整體突破，達到國際水平，還需要很長一段時間，這是一個持續(xù)投資的過程。我們仍需保持謹慎、持續(xù)創(chuàng)新、統(tǒng)一作戰(zhàn)。國產廠家面臨全面國產替代的巨大市場機會。國產廠商在跟隨進口競品的同時，要懷著激情和耐心，綁定客戶，敬畏市場。

讓我們主動有為，踔厲前行，共創(chuàng)封測產業(yè)新時代！