半導體測試設備行業(yè)研究：景氣度上行疊加國產化率提升

半導體測試設備行業(yè)研究：景氣度上行疊加國產化率提升1.

半導體測試設備：涉及半導體制造環(huán)節(jié)與商業(yè)模式分析1.1

產業(yè)地位：半導體測試設備貫穿整個半導體制造過程，技術要求不斷提升半導體檢測設備貫穿整個半導體制造過程，是不可或缺的關鍵設備，可分為前道測量與后道測試設備。1）半導體檢測設備貫穿整個半導體制造過程。同時，電子系統(tǒng)故障

檢測“十倍法則”顯示，芯片故障如若未在芯片檢測時發(fā)現(xiàn)，則在電路板（PCB）級別

發(fā)現(xiàn)故障的成本為芯片級別的十倍，因而檢測在半導體產業(yè)中地位日益凸顯。2）半導體檢測設備根據(jù)環(huán)節(jié)的不同可分為前道測量與后道測試，分別涉及物理性

檢測與電性能檢測。其中，①前道量檢測包

括量測類和缺陷檢測類，主要用于晶圓加工環(huán)節(jié)，目的是檢查每一步制造工藝后晶圓產

品的加工參數(shù)是否達到設計的要求或者存在影響良率的缺陷，屬于物理性檢測；②半導

體后道測試包括分選機、測試機、探針臺，主要是用在晶圓加工之后、封裝測試環(huán)節(jié)內，

目的是檢查芯片的性能是否符合要求，屬于電性能檢測。同時，設計驗證使用測試機和探針臺、測試機和分選機對晶圓樣品檢測和集成電路封

裝樣品的成品測試，驗證樣品功能和性能的有效性。1.2

商業(yè)模式：產業(yè)鏈協(xié)同強，設計、晶圓制造與封測企業(yè)間正向循環(huán)半導體產業(yè)技術發(fā)展對檢測設備提出更高要求。比如由于集成電路產品門類增加，測試機

供應商具備通用化軟件開發(fā)平臺，方便客戶進行二次應用程序開發(fā)，以適應不同產品的

測試需求。半導體行業(yè)分工細化趨勢下，檢測設備在產業(yè)鏈上的協(xié)同性不斷增強，形成設計、晶圓制造與封測企業(yè)之間的正向循環(huán)。2）檢測設備在集成電路產業(yè)鏈協(xié)同效應較強。以半導體測試設備為例，在

Fabless模式下，半導體測試系統(tǒng)企業(yè)需要與集成電路設計企

業(yè)、晶圓制造企業(yè)、封裝測試企業(yè)等建立穩(wěn)定緊密的合作關系，頭部企業(yè)通過整合集成

電路產業(yè)鏈的協(xié)同效應構筑行業(yè)壁壘，隨著半導體測試系統(tǒng)裝機量上升形成正循環(huán)。以

華峰測控的測試機產品為例：①當下游大部分晶圓制造和封裝測試企業(yè)客戶使用同一款

測試機時，為保證集成電路量產質量的可控性，集成電路設計企業(yè)會優(yōu)先使用；②為了

更好地符合集成電路設計企業(yè)的精度要求，集成電路設計企業(yè)使用的測試機也會成為晶

圓制造和封裝測試企業(yè)的首選。2.

驅動力：受益下游資本開支上行、國產化率提升2.1

發(fā)展階段：半導體產業(yè)處于向中國大陸轉移、下游應用拓寬階段半導體行業(yè)發(fā)展處于第三階段，產業(yè)向中國大陸地區(qū)遷移，下游應用領域不斷拓展。

全球半導體產業(yè)遷移歷程分為三個階段，沿著“美國→日本→韓國

&中國臺灣→中國大陸”進行遷移，同時下游應用領域不斷拓展，以中國市場為例，半

導體產業(yè)下游發(fā)展興旺，手機、電腦等產品的出貨量長期穩(wěn)居世界第一，消費電子、電

動汽車等產業(yè)興起。同時，全球半導體行業(yè)資本支出

在各個階段均有明顯的上行階段，我們認為，這是半導體廠商在應對不同市場與新興下

游所帶來的需求增長。2.2

需求：全球“缺芯”下半導體廠擴大資本開支，設備景氣度持續(xù)上行全球處于“缺芯”狀態(tài)，這一現(xiàn)象已影響到車企生產，同時，PC設備需求及

5G技術普及等帶來的消費級電子產品需求增長對芯片供應提出更高要求。此外，硅晶圓片價格上漲亦反映市場緊平衡狀態(tài)。1）汽車芯片短缺致使車企減產。2021

年全球范圍內的汽車芯片短缺將造成

200

萬至

450

萬輛汽車產量的損失，相當于近十年以來全球汽車年產量的近

5%；汽車芯片的短

缺對于汽車產業(yè)的影響仍將持續(xù)半年甚至三個季度。2）居家辦公

PC設備需求及

5G技術逐步普及帶來消費級電子產品需求增加對車

用芯片有一定擠出效應。蓬勃發(fā)展的消費電子品產業(yè)對于汽車

產業(yè)的擠出效應也是造成車載芯片一片難求的重要因素之一，疫情封鎖期間群眾對于消

費電子產品需求大幅度增加，尤其是居家辦公帶來

PC設備需求增長以及

5G技術的逐

步普及，都共同導致消費電子品生產商提前便在上游企業(yè)大范圍追加訂單。全球半導體市場

2021

年預計同比增長

8.4%，半導體廠商擴大資本開支。1）2021

年全球半導體市場預計同比增長

8.4%。全球半導體市場

2021

年市場規(guī)模約為

4694

億美元，同比增長

8.4%；分市場來看，模擬器件、邏輯器件、存儲器在集成電路中增長較快，預計分別

達

8.6%、7.1%、13.3%，存儲與邏輯器件市場空間超千億美元，是集成電路中最大的

兩個市場。2）臺積電、聯(lián)電等半導體廠商

2020

年資本開支上行。從資本開支上看，2020

年

內臺積電、聯(lián)電、三星、中芯國際等半導體廠商資本開支上行，其中，臺積電

2020

年

資本開支預計達

172

億美元，同比增長

15.44%；此外，聯(lián)電

2020

年資本開支計劃達

10.01

億美元，相比

2019

年增長

56.65%；三星

2020

年資本開支同比增長

43.15%；

中芯國際

2020

年資本開支同比增長

185%，達

57

億美元。3）2021

年

9

月北美半導體設備制造商月度出貨額同比增長

35.50%，景氣度持續(xù)。2019

年

10

月北美半導體設備制造商月度出貨額同比開始回正，當月

出貨額為

20.81

億元，同比增長

2.5%；2021

年

9

月，北美半導體設備制造商月度出貨

額為

37.18

億美元，同比增長

35.50%。2.3

市場空間：2019

年全球半導體測試設備市場空間

65

億美元，國產化率提升下中國市場有較大發(fā)展空間2019

年全球半導體測試設備市場規(guī)模預計為

65

億美元，其中測試機市場規(guī)模為

33.5

億美元；應用領域結構來看，SoC領域測試占比最大且相較儲存測試更具持續(xù)增

長力。1）半導體測試設備占半導體設備比例約為

8.3%，其中

SoC領域測試占比最大。

根測試設備廣泛應用于集成電路生產制造的整個流程，對于良

率和品質控制至關重要，半導體測試設備在半導體裝備中占比為

8%，僅次于晶圓制造

裝備；按領域市場結構看，SOC測試/儲存芯片測試/RF測試/模擬芯片測試占比分別為

64%/18%/16%/2%。2）市場規(guī)模：2019

年全球半導體測試設備市場規(guī)模預計為

65

億美元，其中測試

機市場規(guī)模為

33.5

億美元。全球測試機市場規(guī)模

預計為

33.5

億美元，其中

SoC測試機/儲存測試機市場規(guī)模為

27

億美元/6.5

億美元，

SoC測試機市場規(guī)模持續(xù)增長力好于儲存測試機，我們認

為原因主要是

SOC企業(yè)數(shù)量多于存儲器企業(yè)，波動相對?。煌瑫r

SOC下游應用于移

動應用、智能手機、電腦等消費領域，應用場景更廣。我們認為，中國大陸半導體測試設備行業(yè)有望受益全球半導體產業(yè)重心轉移與設備

國產化率提升。從趨勢上看，全球半導體產業(yè)重心正持續(xù)向中國大陸轉移，晶圓廠進入

擴產期；從國產率上看，中國大陸半導體設備市場規(guī)模占全球比重不斷提升。1）從趨勢上看，全球半導體產業(yè)重心正持續(xù)向中國大陸轉移，晶圓廠進入擴產期。①全球半導體產業(yè)重心持續(xù)向中國大陸轉移趨勢確定。

一方面，中國半導體市場需求廣闊，但自給率低，供需嚴重不平衡；另一方面，中國生

產制造成本較低，且隨著技術、人才、產業(yè)鏈資源不斷發(fā)展，已具備承接產能轉移基礎。③中國集成電路產業(yè)銷售額同比提升較快，2019-2020

年同比增長率快于全球半導

體市場銷售額。2019-2021H1

中國集成電路產業(yè)銷售額分別為

7562

億元、8848

億元、4103

億元，同比分別增長

15.8%/17.0%/15.9%，其中

2019-2020

年的同比增速高于全球半導體市場銷售額（2019

年、2020

年同比增速分別為-12.10%、6.50%）。2）中國半導體測試設備行業(yè)有望受益國產化率提升。我們認為，隨著未來半導體

設備國產化率不斷提升，中國半導體測試設備行業(yè)市場規(guī)模有較大的發(fā)展空間。①中國大陸半導體設備市場規(guī)模占全球比重

提升，從

2013

年的

10.6%提升至

2019

年的

22.5%；2020

年中國半導體測試設備行業(yè)

市場規(guī)模預計為

15

億美元，相比

2019

年的

13.45

億美元有所增長。②2020

年全球半導體設備市場同比增長

19%，中國市場

187.2

億美元居首。全球半導體設備

2019-2020

年市場空間分別為

598

億美元、711

億美

元，分別同比下滑-7.2%與同比增長

19.1%；從地區(qū)看，2020

年中國首次成為半導體設

備最大市場，銷售額為

187.2

億美元，同比增長

39%；全球半導體設備銷售額

2022

年

將突破

1000

億美元，創(chuàng)下新高；2021

年全球半導體設備銷售額預計為

953

億美元，

同比增長

34%。3.

全球視角：借鑒國際龍頭經驗看中國優(yōu)質半導體檢測設備廠發(fā)展3.1

國際經驗：龍頭布局完善+強產品力提升議價權，產業(yè)鏈協(xié)同筑高進入壁壘全球半導體測試設備行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷格局。

從競爭格局來看，全球半導體測試設備產業(yè)主要呈現(xiàn)美商

Teradyne、日商

Advantest、

TEL等國際企業(yè)壟斷的局面。從愛德萬、泰瑞達等國際龍頭經驗來看，我們認為主要有三個經驗值得借鑒：測試

系統(tǒng)類型布局完善以應對多個下游需求、持續(xù)高研發(fā)造就較強產品競爭力、良性循環(huán)的

產業(yè)協(xié)同商用模式。1）測試系統(tǒng)類型布局完善，能夠應對多個下游應用領域需求。愛德萬和泰瑞達在測試機上均覆蓋

SoC、模擬、RF與

Memory等測試系

統(tǒng)，面向多個下游需求類型。同時，愛德萬與泰瑞達均關注平臺的靈

活性與可拓展性，以愛德萬

T2000

系統(tǒng)為例，T2000

平臺采用模塊架構，可以根據(jù)應

用重新安排必要的功能模塊，從而靈活地進行重新配臵。2）高研發(fā)投入造就較強產品競爭力，議價權有所提升。

①愛德萬與泰瑞達研發(fā)費用率均處于較高水平，愛德萬

2009-2021

財年研發(fā)費用率保持在

13%以上，泰瑞達

2009-2020

財年研發(fā)費用率保持在

12%以上。

我們認為，維持較高研發(fā)費用率有助于公司造就較強產品競爭力，以泰瑞達

SoC測試

系統(tǒng)

J750

為例，J750

系列于

1998

年首次推出，目前升級到

J750Ex-HD，

為復雜度較低的混合信號芯片提供了最低成本的測試解決方案，測試成本較競爭產品降

低

25-50%，印證產品持續(xù)迭代與強競爭實力。②議價權有所提升，體現(xiàn)在市占率、應收賬款周轉天數(shù)等指標趨勢向好。愛德萬全球測試機市場份額從

2015

年的

32.4%提升至

2019

年的

55%；愛德萬與泰瑞達的應收賬款周轉天數(shù)從大趨勢上看有所下行。我

們認為，市占率提升、應收賬款周轉天數(shù)等指標趨勢向好印證龍頭公司議價權有所提升。3）商業(yè)模式為產業(yè)鏈協(xié)同，持續(xù)積累產業(yè)協(xié)同能力將形成良性循環(huán)，筑高進入壁

壘。我們以泰瑞達測試機銷售為例進行商業(yè)模式的分析。①客戶采購泰瑞達測試機部分通過其他半導體產業(yè)鏈內公司。以泰瑞達某

OEM為

例，2018-2020

年某

OEM客戶收入占泰瑞達收入的

比重分別為

13%、10%、25%，這其中包含了通過臺積電公司的銷售。我們認為，客戶

采購泰瑞達測試機部分通過其他半導體產業(yè)鏈內公司，印證測試機行業(yè)具備較好的產業(yè)

協(xié)同模式。②泰瑞達測試機累計裝機量保持持續(xù)上行。截至

2020

財年年底，泰瑞達測試機累計裝機量達到

22700

臺，其中

FLEX系列為

8000

臺，J750

系列為

5900

臺，Magnum系列為

3200

臺，ETS系列為

5600

臺，均保持增長態(tài)勢。

半導體測試系統(tǒng)企業(yè)在整個產業(yè)上的協(xié)同能力需要一個持續(xù)積累的過程，對于新進入者而言，市場先入者已建立并穩(wěn)定運營的產業(yè)生態(tài)鏈將構成其

進入本行業(yè)的一大壁壘。3.2

中國廠商：部分核心技術指標國際領先，快步邁向全球視野近幾年本土半導體檢測設備公司進步較大，市

場份額逐步提升，相繼涌現(xiàn)出華峰測控、長川科技等企業(yè)。我們對比來看，華峰測控與

長川科技雖然在營收規(guī)模上相較海外龍頭仍有較大成長空間，華峰測控

STS8200

系

列、STS8250/8300

以及長川科技

CTA系列部分關鍵技術指標已與泰瑞達

ETS系統(tǒng)

接近或相同。2）主要產品系統(tǒng)關鍵技術指標對比：華

峰測控

STS8200

系列、STS8250/8300

以及長川科技

CTA系列部分關鍵技術指標已

與泰瑞達

ETS系統(tǒng)接近或相同；以華峰測控

STS8200

系列為例，在測試精度、響應速

度、應用程序定制化與泰瑞達

ETS系列相同。同時，華峰測控與長川科技研發(fā)費用率

保持在較高水平，2016

至

2021Q1-3

研發(fā)費用率分別保持在

10%與

20%以上，我們認

為，持續(xù)較高的研發(fā)費用率有助于公司不斷進行技術迭代，加快縮小與全球龍頭公司的

產品結構差異與部分技術差距。與自身對比，本土半導體檢測設備公司近幾年成長快速，議價權有所上升。1）營收與歸母凈利潤增速較快。從營業(yè)收入看，華峰測控與長川科技

2016-2020

年營收增長快速，復合增速分別為

37.27%、45.41%；從歸母凈利潤看，華峰測控與長

川科技

2016-2020

年歸母凈利潤復合增速分別為

48.28%、19.64%。2）毛利率相對穩(wěn)健。從盈利能力看，2016-2021Q1-3

華峰測控毛利率、凈利率較

穩(wěn)健，分別維持在

79%與

35%以上；長川科技毛利率較為穩(wěn)健，2016-2021

Q1-3

維持

在

50%，根2019

年凈利潤同比下滑原因是受研發(fā)投入

大幅增大、固定資產折舊、限制性股票股份支付費用影響，從而使得凈利率亦同比下滑。3）應收賬款周轉天數(shù)趨勢看有所下降。我們看到，2016-2021Q1-3

華峰測控與長

川科技應收賬款周轉天數(shù)趨勢上有所下降，相比

2016

年，2020

年華峰測控、長川科技

應收賬款周轉天數(shù)分別下降

55

天與

100

天。4）我們認為，毛利率維持穩(wěn)健、應收賬款周轉天數(shù)趨勢下降側面印證兩家公司的

議價權有所提升。4.

重點公司分析：華峰測控、長川科技、華興源創(chuàng)4.1

華峰測控：邁向全球市場，積極布局

SoC、大功率器件等測試領域華峰測控產品銷售半導體產業(yè)發(fā)達地區(qū)，邁向全球市場，同時積極布局

SoC、大功

率器件等測試領域。華峰測控是國內最早進入半導體測試設備

行業(yè)的企業(yè)之一，在行業(yè)內深耕二十余年，

聚焦于模擬和混合信號測試設備領域，產品

不僅銷售中國大陸，同時銷售至中國臺灣、美國、歐洲、韓國、日本等半導體產業(yè)發(fā)達

地區(qū)；華峰測控獨立開發(fā)并推出

STS2000

系列、STS8200

系列、STS8300

系列等半導體測試系統(tǒng)產品，覆蓋模擬、混合、分立器件、MOSFET等多類別的測試；公司在

SoC類集成電路和大功率器件測試領域上具備技術儲備。4.2

長川科技：半導體測試設備類型覆蓋較全面，有序推進市場開拓長川科技主營測試機、分選機與探針臺等多種半導體測試設備，覆蓋較全面。長川科技主要為集成電路封裝測試企業(yè)、晶圓制造企業(yè)、芯片

設計企業(yè)等提供測試設備，集成電路測試設備主要包括測試機、分選機、探針臺、自動化設備、自動化半導體光學檢測設備等，目前主要銷售產品為測試機、分選機及自動化

生產線，自主設計研發(fā)探針臺；其中，長川科技生產的測試機包括大功率測試機、模擬/

數(shù)?；旌蠝y試等；分選機包括重力式分選機、平移式分選機、測編一體機；自動化半導

體光學檢測設備包括

HexaEVO系列、晶圓光學檢測

iFocus系列、Sort系列；自動化

設備包括指紋模組系列、攝像頭模組系列。4.3

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