【华创机械李佳团队】李佳/鲁佩/赵志铭/娄湘虹/吴纬烨
主要观点
1.半导体检测是提高产线良率、提高竞争实力的关键
半导体检测贯穿于产品生产制造流程始终，产品小组通过分析检测数据确保产品工艺参数符合设计需求，并用以确定问题来源，及时采取修正措施，从而达到减少缺陷、提升产线良率的目的。良率的提升直接影响厂商的生产成本和订单获取能力，半导体检测虽不直接参与生产，却是厂商市场竞争能力的关键影响因素。
2.前道量检测监控工艺流程，后道检测确保产品质量
检测工艺根据所处的环节主要有前道量检测和后道检测两类。前道量检测位于晶圆制造环节，可进一步细分为量测与检测，量测用于测量产品的制成尺寸和材料性质，确保其符合设计要求，检测用于识别并定位产品表面存在的各类缺陷。通过对制造流程的实时监控，可及时发现问题、锁定问题来源，进行工艺改进。
后道检测细分为CP测试与FT测试。CP测试位于封装环节前，确保性能合格的产品才会进行封装，以节省不必要的封装成本。FT测试位于封装环节后，根据产品是否正常工作进行取舍，并根据测试结果进行产品分类。
3.检测设备市场空间广阔，市场由海外巨头垄断
预计2018年前道量检测设备、后道检测设备市场空间分别达到58亿美元、56.5亿美元，且随着半导体整体市场销售额的不断提升，设备需求将同步保持增长态势，新下游需求、新工艺的发展也不断扩大检测设备的市场需求。
目前检测设备市场由海外巨头垄断，前道量检测设备KLA一家独大，占据52%市场份额；后道检测设备中，爱德万、泰瑞达占据测试台90%份额，分选机、探针台市场海外寡头也占据60%以上市场空间。
4.国内企业厚积薄发，晶圆产线建设潮带来设备国产化黄金机会
上海睿励是前道量检测设备国内领军企业，产品已获得三星电子重复订单，并获得长江存储青睐。长川科技则在后道检测设备测试台、分选机领域实现了规模化的国产替代，探针台产品也已获得多项技术突破，有望填补国内空白。精测电子则凭借在面板检测领域的深厚积累，积极布局半导体检测。
中国大陆正迎来半导体晶圆产线建设潮，目前已投建产线已带来460亿前道量检测设备需求，并有望带动450亿后道检测设备需求空间，规划产线的持续落地将进一步提升需求天花板。对于国内企业来说，此次产线建设潮将是实现设备国产化替代的黄金机会。
5.推荐标的
长川科技：
后道检测设备领军企业，已实现规模化进口替代。
精测电子：
面板检测设备龙头，联手海外巨头进军半导体检测。
上海睿励：
国内前道量检测设备龙头，产品进入三星、长江存储产线。
6.风险提示：
半导体行业发展不及预期，设备国产化进度不及预期。
报告内容
一、检测工艺是集成电路产线的重要
环节
（一）检测工艺
可分为设计验证、前道量检测和后道检测
集成电路检测根据工艺所处的环节可以分为设计验证、前道量检测和后道检测。
集成电路芯片的生产主要分为IC设计、IC前道制造和IC后道封装测试三大环节，狭义上对集成电路检测的认识集中在封测环节，事实上集成电路检测贯穿生产流程的始终，起始于IC设计，在IC制造中继续，终止于对封装后芯片的性能检测，根据检测工艺所处的环节，集成电路检测被分为设计验证、前道量检测和后道检测。
设计验证用于IC设计阶段，主要采用电学检测技术验证样品是否实现预定的设计功能。前道量检测运用于晶圆的加工制造过程，它是一种物理性、功能性的测试，用以检测每一步工艺后产品的加工参数是否达到了设计的要求，并且查看晶圆表面上是否存在影响良率的缺陷，确保将加工产线的良率控制在规定的水平之上。后道检测主要运用于晶圆加工之后、IC封装环节内，是一种电性、功能性的检测，用于检查芯片是否达到性能要求，后道检测又细分为CP测试、FT测试。CP测试确保工艺合格的产品进入封装环节，FT测试确保性能合格的产品最终才能流向市场。
（设计验证和后道检测涉及到的检测原理、检测设备相同，其设备本质上属于一类设备，且设计验证所需检测产品数量很少，对应设备需求很小，因此本文主要研究前道量检测、后道检测工艺及相应设备。）
前、后道检测设备的研发具有很高的技术和资金壁垒，该市场同光刻、刻蚀一样，也呈现出国外巨头高度垄断的状况。
前道量检测设备的下游客户是晶圆代工厂，在该领域内科磊以52%的市场份额稳坐第一把交椅，其薄膜厚度测量、缺陷检测产品具有较高的市占率。后道检测设备下游客户是IC封测企业，其中东京精密在探针台细分市场份额高达60%，泰瑞达与爱德万在检测台市场共拥有超过90%的市占率，而爱德万、科休和爱普生的分选机产品拥有超过60%的市场份额。目前，检测设备已经可以与光刻、刻蚀等设备的精度保持同步发展,该工艺的设备精度也逐渐成为制约集成电路产业发展的瓶颈之一。
（二）检测是芯片厂商提高良率、降低成本、提高竞争实力的关键
前道量检测工艺对芯片制造有着至关重要的意义，它是提高产线良率、降低生产成本的重要环节，在很大程度上决定了代工厂的竞争能力。
晶圆代工厂商的成败依赖于产品的良率，良率不达标会显著影响厂商的成本与收益，据估计产品良率每降低一个百分点，晶圆代工厂商将损失100-800万美元。而且由于芯片新产品推广的市场窗口很小，加上市场份额的激烈竞争，客户会优先选择生产良率高，供应能力强的半导体企业进行供货，这也意味着减少产线缺陷将会极大提高企业的竞争实力。因此晶圆厂商会在制造流程中通过前道量检测设备监控加工工艺，确保工艺过程符合既定的要求，并通过定位生产中问题的根源，及时采取修正措施，从而达到减少缺陷、提升产线良率的目的。
后道检测工艺有效降低封装成本，并确保出厂产品质量。
CP测试在封装前对芯片进行测试，测试不合格的产品将不会进入封装环节，FT测试则对最终产品进行性能测试，确保出厂产品均达到客户预定功能，同时也可根据产线良率反馈的结果，进行生产工艺上的优化。
二、前道量检测监控加工工艺，KLA一家独大傲视群雄
（一）前道量检测贯穿晶圆制造环节始终，是芯片生产线的“监督员”
前道量检测使整条前道工艺产线的控制达到最佳化，同时也为追寻芯片生产中发现的问题提供了重要的追寻线索。
半导体芯片制造工艺步骤极多，各步骤之间可能会相互影响，因此很难根据最后出厂产品的检测结果准确分析出影响产品性能与合格率的具体原因。而且如果不能在生产过程中及时检测到工艺缺陷，则此批次工艺中生产出来的大量不合格产品也会额外增加厂商的生产成本。因此前道量检测贯穿芯片制造环节始终，对加工制造过程进行实时的监控，确保每一步加工后的产品均符合参数要求。而且，产品小组可以通过分析前道量检测产生的检测数据及时发现问题根源，使之能够采取最有效的方式进行应对，从而制造出参数均匀、成品率高、可靠性强的芯片。
前道量检测根据测试目的可以细分为量测和检测。
量测主要是对芯片的薄膜厚度、关键尺寸、套准精度等制成尺寸和膜应力、掺杂浓度等材料性质进行测量，以确保其符合参数设计要求；而检测主要用于识别并定位产品表面存在的杂质颗粒沾污、机械划伤、晶圆图案缺陷等问题。
前道量测、检测均会用到光学技术和电子束技术，
但是两种技术在量测与检测下各具不同的特点。光学量测通过分析光的反射、衍射光谱间接进行测量，其优点是速度快、分辨率高、非破坏性，但缺点是需借助其他技术进行辅助成像；电子束量测是根据电子扫描直接放大成像，其优点是可以直接成像进行测量，但缺点是速度慢、分辨率低，而且使用电子束进行成像量测操作时需要切割晶圆，因此电子束量测具有破坏性。光学检测是通过光信号对比发现晶圆上存在的缺陷，其优点是速度快，但缺点是无法呈现出缺陷的具体形貌；而电子束检测可以直接呈现缺陷的具体形貌，但是该方法在精度要求非常高的情况下会耗费大量的时间。
在实际的芯片制造过程中，光学技术与电子束技术常常被结合使用，比如检测环节一般先采用光学检测定位缺陷位置，再使用电子束检测对缺陷进行精确扫描成像，两种技术的结合使用可以提高量检测的效率，并降低对芯片的破坏性。
前道量检测贯穿晶圆制造过程始终
，如下图所示，每一道制造工艺完成后，都需要对数个参数进行测量，对缺陷情况进行检测，确保工艺的稳定并达到设计要求。
（二）量测
是验证晶圆加工后应该呈现的结果
量测的主要作用在于“量”，即测定晶圆制造过程中薄膜厚度、膜应力、掺杂浓度、关键尺寸、套刻精度等关键参数是否符合设计要求。对于一条正常运转的产线来说，量测的结果应该都是符合设计要求的，一旦出现量测结果持续偏离设计值的情况，就表明产线工艺出现了问题，需要进行问题的排查。
（三）检测
是寻找晶圆加工后不应该呈现的结果
检测重点在于“检”，即检查生产过程中有无产生表面杂质颗粒沾污、晶体图案缺陷、机械划伤等缺陷，晶圆缺陷可能会导致半导体产品在使用时发生漏电、断电的情况，影响芯片的成品率。通过晶圆缺陷检测来监控工艺，可以减少产量损失，提高工艺良率。尤其现在工艺尺寸正在向14nm以下制程方向发展，晶圆表面的缺陷尺寸变得越来越小，缺陷产生的原因也越来越多，频率也越来越高，前道检测的重要性已得到了广泛的认知。
光学、电子束技术相结合，高效分析缺陷产生原因。
目前，根据光学检测快速定位，电子束检测直接成像的特点，行业内对硅片缺陷检测的普遍做法为：光学技术与电子束技术相结合。其中光学检测设备用来寻找并快速锁定缺陷位置，电子束检测设备对缺陷进行成像处理，借此技术，工程师便可高效寻找缺陷产生原因，尽快提出解决方案。
缺陷检测从无图形向有图形方向发展。
无图形的硅片主要是裸硅片或有一些空白薄膜的硅片，常用做生产流程的测试片，在工艺进行时可用以提供氧化层厚度、表面颗粒度等工艺条件的特征信息，无图形的硅片在工艺进行后通常可清洗及再利用。但由于无图形硅片与产品片在结构上存在不同，随着半导体产品制程越来越小，结构越来越复杂，晶圆代工厂开始转为使用生产中的有图形的产品片进行在线检测监控，以便更直接反映工艺流水线中发生的情况，为制作团队提供更加精准的信息，且有助于降低无图形硅片成本。对于表面缺陷的检测，常使用光学显微镜的光散射技术和扫描电子显微镜检查技术。
（四）前道量检测设备种类繁多
前道量检测设备种类繁多，但大体上都是根据光学和电子束原理进行工作。根据检测标的对良率的影响程度，椭偏仪、四探针、热波系统、相干探测显微镜、光学显微镜和扫描电子显微镜是前道量检测领域内比较重要的设备。为满足未来更加严格的精度要求，设备企业除了在原有技术的基础上进行工艺改进，性能提升外，还会增加扫描电子显微镜、隧道显微镜和原子力显微镜在前道量检测工艺中的应用比重。
椭偏仪：测量透明、半透明薄膜厚度的主流方法
，它采用偏振光源发射激光，当光在样本中发生反射时，会产生椭圆的偏振。椭偏仪通过测量反射得到的椭圆偏振，并结合已知的输入值精确计算出薄膜的厚度，是一种非破坏性、非接触的光学薄膜厚度测试技术。在晶圆加工中的注入、刻蚀和平坦化等一些需要实时测试的加工步骤内，椭偏仪可以直接被集成到工艺设备上，以此确定工艺中膜厚的加工终点。
四探针
：测量不透明薄膜厚度
。由于不透明薄膜无法利用光学原理进行测量，因此会利用四探针仪器测量方块电阻，根据膜厚与方块电阻之间的关系间接测量膜厚。方块电阻可以理解为硅片上正方形薄膜两端之间的电阻，它与薄膜的电阻率和厚度相关，与正方形薄层的尺寸无关。四探针将四个在一条直线上等距离放置的探针依次与硅片进行接触，在外面的两根探针之间施加已知的电流，同时测得内侧两根探针之间的电势差，由此便可得到方块电阻值。
热波系统：测量掺杂浓度。
热波系统通过测量聚焦在硅片上同一点的两束激光在硅片表面反射率的变化量来计算杂质粒子的注入浓度。在该系统内，一束激光通过氩气激光器产生加热的波使硅片表面温度升高，热硅片会导致另一束氦氖激光的反射系数发生变化，这一变化量正比于硅片中由杂质粒子注入而产生的晶体缺陷点的数目。由此，测量杂质粒子浓度的热波信号探测器可以将晶格缺陷的数目与掺杂浓度等注入条件联系起来，描述离子注入工艺后薄膜内杂质的浓度数值。
相干探测显微镜
：套准精度测量设备。
相干探测显微镜主要是利用相干光的干涉原理，将相干光的相位差转换为光程差。它能够获得沿硅片垂直方向上硅片表面的图像信息，通过相干光的干涉图形可以分辨出样品内部的复杂结构，增强了CMP后低对比度图案的套刻成像能力。
光学显微镜
：快速定位表面缺陷。
光学显微镜使用光的反射或散射来检测晶圆表面缺陷，由于缺陷会导致硅片表面不平整，进而表现出对光不同的反射、散射效应。根据对收到的来自硅片表面的光信号进行处理，光学显微镜就可以定位缺陷的位置。光学显微镜具有高速成像，成本经济的特点，是目前工艺下的一种主要的缺陷检测技术。
扫描电子显微镜
：对缺陷进行精准成像。
扫描电子显微镜的放大倍数能够达到百万倍，能够提供尺寸更小缺陷的信息，其放大性能明显高于光学显微镜。扫描电子显微镜通过波长极短的电子束来扫描硅片，通过收集激发和散射出的二次电子、散射电子等形成硅片表面的图形，并得到不同材料间显著的成分对比。
（五）前道检测设备市场空间巨大，KLA
一家独大垄断市场
1
、前道量检测设备空间达58亿美元
2018前道量检测设备市场空间将达到58亿美元。
据SEMI统计及预测，2017、2018年全球半导体设备投资额分别为566.20、627.30亿美元，同比增长37.29%、10.79%。其中晶圆厂前道制造设备投资额占比80%，达到为452.96、501.84亿美元。按历史数据统计，前道量检测设备约占据晶圆厂前道制造设备11.5%的投资比例，据此估计2017年该市场规模约为52亿美元，而2018年该市场规模将进一步扩大到58亿美元。
KLA-Tencor以52%的市占率垄断前道量检测设备市场。
前道量检测设备行业具有极高的技术、资金壁垒，对业内公司研发能力有很强要求。目前市场呈现高度垄断的局面，美国厂商KLA-Tencor占据52%的市场份额，是行业内的绝对龙头，遥遥领先排在第二位的AMAT。凭借在前道量检测设备领域的垄断地位，KLA在2016年名列全球半导体设备商第五位。
2
、KLA-Tencor：前道检测设备绝对龙头，垄断半导体前道量检测设备市场
科磊（KLA-Tencor）于1997年由KLA仪器公司和Tencor仪器公司合并创立，总部位于美国加州米尔皮塔斯市，公司主要为半导体、数据存储、LED及其他相关纳米电子产业提供前道工艺控制和良率管理的解决方案。科磊自成立起便深耕于半导体前道量检测设备行业，目前其产品种类已经覆盖加工工艺环节的各类前道光学、电子束量检测设备。凭借其检测产品高效、精确的性能特点，科磊以52%的市场份额在行业内具有绝对的龙头地位。三星电子、台积电、Intel、海力士、联华、华虹、中芯国际、东芝、美光等IDM/Foundry均是公司重要客户。
公司龙头地位巩固，高壁垒带来高盈利。
公司2017财年营业收入创下历史新高，达到34.80亿美元，同比增长16.60%。因为前道量检测设备具有较高的技术壁垒，公司的绝对龙头地位赋予了产品定价的能力，所以科磊常年具有很高的盈利能力。公司于2017年实现毛利润21.92亿美元，同比增长20.37%，并于2016、2017年分别实现61.02%、63.00%的毛利率。
高比例的服务收入、先进制造商订单，使得公司总体上收入稳定、抗拒系统性风险的能力较强。
与设备产品容易受到经济周期性的影响不同，设备服务业对经济周期波动的敏感程度较低。多年来科磊的服务收入占比一直维持在20%的水平，2016、2017财年服务收入分别为7.34、7.76亿美元，同比增长6.62%、5.70%，服务收入占比额分别为25%和22%。此外，公司约70%
的产品订单是来自先进的制造商，这部分客户对产能的扩充相对理性，而且先进制造商的市场需求是一直存在的，因此经济环境对公司设备需求的影响较小
。截至2018年6月，在最近24个月内，公司的β值为0.86，低于半导体上游行业市值前30名厂商1.41的平均值，同时期其他的行业巨头如ASML、AMAT、LAM、泰瑞达的β值分别为1.42、1.16、0.92、1.50。
高研发强度、全球合作、拓展产品研发的“朋友圈”、重视二手设备市场使得公司具有很强的后续增长空间。
公司始终重视产品研发，
希望通过研发新的设备来帮助客户加快产品的开发周期，从而降低生产成本、尽快实现盈利。为此，科磊一直将研发投入占比维持在15%以上的水平，通过高额的研发费用支出维持创新能力。2017年公司研发支出为5.27亿美元，同比增长9.56%，研发支出占收入比为15.14%。
重视全球布局
。
作为一家全球性的电子产品设备公司，科磊在世界各地设有专属的客户运营、产品研发和制造中心。在全球范围内，公司的工程师会在第一时间内了解客户的需求，借助自身强大的研发能力，充分调配全球市场资源来解决客户的难题，经过不断的反馈与修正，最终实现和客户之间的共同研发与进步。
科磊积极拓展产品研发的“朋友圈”。
除了在前沿工艺上与晶圆厂紧密合作外，公司同时还与其他领先设备供应商进行合作研发，因此公司能够及早发觉先进工艺中可能存在的缺陷以指导客户进行量产。
为满足市场对于二手设备的需求，科磊还提供“KT Certified”服务。
该项目采用公司的技术对设备进行翻新，并会持续跟踪设备的后期性能，支持客户取得一定的市场效益。通过该项服务，科磊进一步增强了在前道量检测设备的影响力，能够开发更多的潜在客户。
3
、新兴行业、工艺进步共同推动前道量检测设备需求增长
新兴行业成长带动前道量检测设备需求。2017年半导体行业进入新一轮高成长周期，5G、AI、大数据、云计算等新兴行业需求的逐步提升是重要的行业驱动力。2017年全球半导体销售额为4122.21亿美元，同比增长21.60%。据估计2018年半导体销售额将达到4512.30亿美元，同比增长9.50%。半导体设备需求与产品行业销售额具有高度一致性，行业的增长将持续推动前道量检测的设备需求。
新技术与新结构对良率控制有更高要求。
主流半导体制程正从14nm向10、7nm发展，三维finFET晶体管、3D NAND等新技术逐渐得到芯片厂商的重视。工艺越进步，产品制程步骤越多，微观结构越复杂，生产成本会呈指数级提升，因此需要更多、更精密的前道量检测设备保证产品的生产良率，并不断发现与解决问题。
三、后道检测验证产品质量，海外寡头垄断各细分市场
（一）后道检测工艺是芯片生产线的“质检员”
后道检测通过CP、FT测试能够对该批次产品进行结果检验，确保合格产品进入封装环节或进入市场，并得出产品的良率进行反馈。如此可以帮助前道厂商改进加工工艺，进一步提高产线的加工精度。
根据工艺在封装环节的前后顺序，后道检测可以分为CP测试和FT测试。
1
、CP测试确保只有正常工作的芯片才会进入封装环节
CP测试（Circuit Probing，电路测试）：CP检测位于芯片封装步骤之前
，用于识别晶圆上能够正常工作的芯片，确保只有能实现正常数据通信，通过电参数、逻辑功能测试的芯片才会进入封装环节，以此节省不必要的封装成本，同时可以为晶圆厂提供批次产品的良率数据，及时发现工艺中存在的不足。此阶段的测试可能在晶圆厂进行，也可能被送到工厂附近的代工厂进行测试。
CP测试过程为：
进行CP测试时，探针台和测试台连接，根据测试台的算法完成测试。首先，待测硅片被放置到可以进行垂直移动的真空托盘上，其次，探针在软件的控制下自动完成对准并接通电路完成测试。测试一旦完成，不合格的芯片会记录在计算机的数据库内并被墨水打点，这样不合格的芯片会在封装步骤前被放弃。
2
、FT测试确保只有性能合格的产品才会最终流入市场
FT测试（Final Test，终测）：FT测试位于芯片封装步骤之后
，是对封装后的单个芯片进行的性能测试，在此步骤内只有测试结果合格的产品才会最终被推向市场，同时
分选器会根据测试结果对芯片进行分类。
以Intel“酷睿”系列处理器的分类标准为例：若检测到处理器内损坏两个CPU，则被用作“酷睿i3”处理器；CPU若无损坏，但是工作频率不高，被用作“酷睿i5”处理器；如果一点问题都没有，那么被用作“酷睿i7”处理器。
FT测试过程为：
分选机将封装好的芯片传送至测试工位，芯片引脚通过测试工位上的金手指、专用连接线与测试台的功能模块进行连接。测试台对集成电路施加测试命令，采集输出信号，并判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。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、分类、收料或编带。
（二）后道检测主要设备：测试台、探针台、分选机
后道检测工艺涉及到的检测设备主要有测试台、探针台和分选机。其中
测试台与探针台组合运用于CP测试。
因为此时的晶圆尚未进行产品封装，晶圆上集成着众多微小尺寸的待测芯片，需要通过探针台与晶圆芯片进行精确接触，以连通待测芯片与测试台之间的电路。而
FT测试使用的设备主要有测试台和分选机。
因为此时的芯片经历了封装环节，每个芯片上均有引脚可以与分选机上的“金手指”相连接。
1
、测试台：芯片功能与性能的检测设备
测试台是检测芯片功能和性能的专用设备。
测试时，测试台对待测芯片施加输入信号，得到输出信号与预期值进行比较，判断芯片的电性性能和产品功能的有效性。在CP、FT检测环节内，测试台会分别将结果传输给探针台和分选机。当探针台接收到测试结果后，会进行喷墨操作以标记出晶圆上有缺损的芯片；而当分选器接收到来自测试台的结果后，则会对芯片进行取舍和分类。
测试台的内部具有各种不同类型的测试功能电路板，它能对集成电路进行直流参数、交流参数和芯片功能测试。
直流参数测试（DC）是对电路的电学参数进行测量，主要考虑的是芯片每个引脚的测试效率和测试的准确度。
该参数测试以电压或者电流的形式验证高低电平的电压、功耗、驱动能力和噪声干扰等电气参数。常用的方法有施加电压测量电流（IFVM）或施加电流测量电压（VFIM）。
交流参数测试（AC）是对电路工作时的时间关系进行测量，它最看重的是最大测试速率和重复性能，其次是准确度。
该参数测试以时间为单位验证相关芯片电路的建立时间、保持时间、上升时间、下降时间以及传输延迟时间等参数。
芯片功能测试用来验证芯片是否能够实现设计的既定功能。
所施加的激励信号以一定方式在电路中传输，确保能够对电路内部的所有部分都进行验证，以测试电路的所有部分是否都正常工作。功能测试的基本方法是，用一组有序的组合测试图形作用于待测器件，比较电路的输出与预期数据是否相同，以此判别该电路的功能是否正常。
测试台随着半导体工艺的发展，其检测的产品更加复杂、检测速度也在逐渐提高。从上世纪60年起，测试台已经从最初的针对简单、低芯片引脚数的低速测试系统逐步发展到适用于超大规模、复杂结构集成电路的高速测试系统。
可以预见高测试速率、强通用性将会成为未来测试台发展的方向。
提高检测速率可以使得测试台在单位时间内测试更多的芯片，如此便会降低单个芯片上所负担的生产成本。传统的检测台是面向分立器件、存储器、数字电路等特定类型的半导体产品，如今随着集成电路种类界限愈发模糊，柔性检测方式因其通用式的检测方法可以为下游半导体检测厂商极大的节省成本并缩短检测时间，故而通用性强的全自动检测设备已经成为未来各大生产厂商的主攻方向。
2
、
探针台：运用于CP环节晶粒与测试台的连接
探针台用于晶圆加工之后、封装工艺之前的CP测试环节，负责晶圆的输送与定位，使晶圆上的晶粒依次与探针接触并逐个测试。
探针台的工作流程为，首先通过载片台将晶圆移动到晶圆相机下，通过晶圆相机拍摄晶圆图像，从而确定晶圆的坐标位置；再将探针相机移动到探针卡下面，从而确定探针头的坐标位置；得到两者的位置关系后，即可将晶圆移动到探针卡下面，通过载片台垂直方向运动实现对针功能。探针台是晶圆后道测试的高精密装备，其技术壁垒主要体现在系统的精准定位、微米级运动以及高准确率通信等关键参数。
探针台的发展历史可以追溯到上世纪60年代，经历了多年的技术耕耘，该行业如今主要为东京精密（Accretech）、东京电子（Tokyo Electron Ltd）与伊智（Electroglas）三家公司所垄断。
虽然国内厂商近几年奋起直追，但是在设备的关键技术方面仍与国外先进厂商存在较大的差距，未来国产设备公司将会有很大的增长空间。
未来探针台发展方向：增加测试标的&较少晶圆测试损伤
测试品种增多。
早期的探针台主要针对一些分立器件进行测试，测试精度要求不是很高。随着信息化技术的发展其产品测试已经扩展到SOC等领域，预期在未来工艺的推动下，会有针对更加先进产品的探针台不断问世。
微变形接触技术。
晶圆是高价值产品，所以在操作过程中尽量避免出现任何损坏晶圆的可能性。伊智公司推出“MircoTouch”微接触技术，它减少了晶圆测试时的接触破坏，并且实现了对垂直升降系统的精准控制，大大降低了探针接触晶圆时的冲击力，同时也提高了测试过程中探针的精确度。
非接触测量技术。
随着电磁波理论和RFID（射频识别）技术的成熟，非接触式测试将会因为更低的晶圆测试损伤、更短的测试时间以及更少的产品成本等优点，将会是行业未来发展的方向。目前，意法半导体公司已经提出非接触式EMWS技术，在此方法下的每个硅片内含天线，探针台通过电磁波与其通信，如此便可以消除在标准测试过程中偶然发生的测试盘被损事件。
3
、分选机：根据测试结果对产品进行筛选与分类
集成电路分选设备应用于芯片封装之后的FT测试环节，它是提供芯片筛选、分类功能的后道测试设备。
分选机负责将输入的芯片按照系统设计的取放方式运输到测试模块完成电路压测，在此步骤内分选机依据测试结果对电路进行取舍和分类。
分选机按照系统结构可以分为三大类别，即重力式（Gravity）分选机、转塔式（Turret）分选机、平移拾取和放置式（Pick and Place）分选机。
重力式分选机以半导体器件自身的重力和外部的压缩空气作为器件运动的驱动力
，器件自上而下沿着分选机的轨道运动，在半导体运动的同时分选机的各部件会完成整个测试过程。该类分选机的优点是设备结构简单，易于维护和操作；生产性能稳定，故障率低。缺点是因为器件由重力驱动，所以设备的每小时产量相对较低；而且该种类分选机的硬件结构也导致了设备不能支持体积比较小的产品和球栅阵列封装等特殊封装类型产品的测试。
转塔式分选机是以直驱电机为中心
，各工位模块在旁协调运行的测试机。芯片通过转塔式分选机主转盘的转动，一步一步的被各个工位测试，直到芯片完成所有的测试。转塔式分选机的优点是设备的每小时产量比较高，当前市场上速度最快的设备每小时可以完成5万枚芯片的测试。而此类分选机最大的缺点来源于其旋转式传动所造成的离心作用力，使得该类设备不能应用于重量较重、外形尺寸较大的产品。
平移拾取和放置式分选机以真空方式吸取半导体，依靠传动臂的水平方向移动来完成产品在测试工位之间的传递
，进而完成整个测试流程。该类设备优点是结构相对简单；可靠性高；对重量较重和外形较大的产品尤为合适。缺点是该类分选机的每小时产品比较低，对于体积较小的产品操作性能不佳。
在分选机市场，国外先进厂商凭借几十年设备研发的先动优势以及技术沉淀，已经形成了对该市场的绝对垄断，其产品性能可以很好的满足下游厂商对设备的需求。而国产设备经过多年的潜心研发，已经取得了很大的技术进步，未来将在设备的每小时产能、适用的芯片封装种类、换测时间以及系统的稳定性等方面取得重要的成果。
未来分选设备正朝着高速率、稳定性强、柔性化测试等方向发展。
分选机的单位产能低和换测时间长意味着厂商在同样的时间内，只能测试数量较少的芯片，这样无疑会降低公司的竞争能力，为此，各家设备厂商会着重于提升分选机的测试能力，提高测试速率；而当分选机高批量进行自动化的作业方式时会对系统的稳定性提出更高的要求，会要求设备具有较低的故障率；此外，集成电路未来封装形式的多样性会要求分选机具备在不同的封装形式下快速切换测试模式的能力，从而形成更强的柔性化生产能力。
（三）后道检测以SoC
和存储器产品为主要标的
1
、SoC和存储器测试台销售占比超过80%
随着芯片内晶体管集成度逐渐提高与产品开发周期逐渐减小，以IP核复用为核心技术的SoC产品应运而生，并以极快的速度在电子产品各细分行业内得到了全面的推广。而近年来由于对高速、高容存储器的大量需求，使得存储器市场成为集成电路最大的业务板块，2017年存储器在集成电路市场的销售占比为36.13%。根据下游产品的市场份额，SoC、存储器多年来一直是后道测试台的主要测试标的，2017年SoC与存储器产品的测试台销售占比达到了91.04%，为近几年的历史最高值。
2、So
C芯片：芯片未来发展的主流趋势
集成电路经过几十年的技术发展，已经达到了可以在单个芯片上集成上亿枚晶体管的水平。在集成电路向集成系统的转变过程中，
以超深亚微米工艺和IP核复用技术为支撑的系统芯片（System on Chip，SoC）应运而生。
它通过IP核复用的设计技术，将整个系统映射到单个芯片上。该芯片以其体积小、功耗低、性能强大和开发周期短等优点而具有广阔的市场空间。但是随着SoC内核IP数目的增多，对该芯片内部的IP核测试访问也变得越发困难。
以往的SoC芯片测试，大多数采用的是分模块测试的方法
，比如先测试数字部分的电路，再测试内存部分，最后测试模拟电路等板块。这种方法比较简单，可以直接从现有的各种设备进行转移以节省设备成本。但显而易见的是，此种方法步骤过于繁杂、测试时间较长。
目前对SoC有一种新的并行测试方法，即通过算法调配SoC测试总线和测试顺序，对芯片内部不同的功能模块进行并行测试。
这就要求测试设备具有多个独立的测试通道，每个测试通道内具有自己独立的测试处理器、驱动器、比较器、参数测试单元和测试向量存储器，以使得每条通道都具有强大的测试功能。并行测试设备把SoC芯片不同功能模块的管脚划分为不同的端口，利用每个端口的独立性，实现各个模块的并行测试。
并行测试与传统的串行测试方法相比较，会极大的节省测试厂商的时间。但该方法对测试台软件系统的并行控制能力要求较高，需要软件系统对硬件资源进行合理的调度，使得芯片不同功能板块在测试时可以避免彼此之间的相互干扰。
3、存储器：集成电路最大的业务板块
如今，存储器的性能正朝着容量更大、体积更小、功耗更低、速度更快的趋势发展，面对如此迅猛发展的半导体存储技术，行业对相应的测试技术也提出了更高的要求。在实际应用中，
对存储器的测试主要分为性能测试和功能测试。
性能测试主要是检测产品能否在规定的温度、工作电压和电流、负载等设计参数下正常工作；而
芯片的功能测试是存储器测试中测试频率最高的部分，其主要工作是通过测试算法检测存储器是否能实现设计方案所要求的正确操作。
存储器因其结构的特殊性决定了该器件的功能测试不能采用传统的直接物理检测。比较可行的办法就是建立与存储器结构相适应的故障失效模型。具体做法是，通过对存储单元进行不断的读写，然后与正确的存储单元状态进行比较。根据比较结果检测存储单元阵列中所有单元是否能正常地进行读/写操作和存储数据，并检验行列地址译码器、读写驱动器等外围电路是否正常工作等。这样做就可以使得故障的物理表现形式转化为逻辑显示的形式，通过失效模型表征存储器缺陷，采用一定的算法去检查故障，从而找出失效的存储单元。
存储器经过长时间的发展，技术日臻成熟，
对存储器生产厂商来说，在实际生产中降低产品上市前的测试成本、缩短芯片测试周期是降低生产成本的重要渠道。
然而，存储器的器件特性直接决定了其测试周期较长，因此
厂商在加快设备自身测试速率的同时，采取了在同样的测试时间内尽可能多的增加并行测试的器件数量，
如此便可以降低单位芯片的测试成本。此外，在存储器的测试过程中，最耗费时间的便是程序擦除操作，一次擦除往往会耗时数秒。为此在实际应用中，单独使用某个测试台对多枚芯片并行擦除数据，而另外的测试台用于读、写、测试操作，如此可以有效地形成流水线操作，节省测试时间。
（四）后道检测设备市场空间巨大，国外寡头垄断市场
1
、后道检测设备整体市场空间将达到56.5亿美元，测试台需求将会继续增长
受下游半导体产品市场增长的影响，2017、2018年半导体后道检测设备市场同样迎来新的增长。按照历史平均数据，后道检测设备市场投资额与半导体设备总体投资额的比值约为9%，据此估计2017年该设备的市场规模为50.96亿美元，2018年该市场规模预计将扩大到56.46亿美元，同比增长10.79%。
测设台是后道检测中最为重要的设备，始终占据着后道检测设备市场60%以上的投资比例。
2017年全球测试台销量达到33.5亿美元，同比增长19.64%，占后道设备总投资比值为66%；2018年测试台销量将维持高速增长趋势，达到42亿美元，同比增长25.37%，投资占比值上升至78%。在测试台细分领域内，由于5G通信，AI，物联网，数字货币等产业兴起将推动SoC测试台2018年的销售额达到28亿美元，同比增长16.67%；而高容、高速存储器的强劲需求将拉动存储器测试台销量出现大幅增长，预计2018年销售额将到达8.5亿美元，同比增长30.77%。
后道检测设备市场呈现寡头垄断的局面
，这是因为后道检测设备具有较高的技术壁垒，设备的核心技术均掌握在少数几个西方国家的厂商手中。其中，爱德万与泰瑞达两家公司以超过90%的市场份额垄断测试台市场；在探针台领域内，东京精密一家公司的市占率已经达到了60%；同样的在分选机市场内，爱德万、科休、爱普生三家公司的市场份额已经超过了60%。
2
、泰瑞达：测试台整体市场份额第一，营收居行业首位
泰瑞达（Teradyne）公司由两位毕业于麻省理工学院的工程师于1960年创立，总部设在美国马萨诸塞州的波士顿。经过近60年的专注发展，公司是唯一能够覆盖模拟、混合信号、存储器及VLSI器件测试的设备提供商。
公司的下游客户遍布半导体整条产业链
，世界知名厂商台积电、JA三井租赁株式会社、三星电子、Intel、美光、意法半导体、伟创力、高通公司、德州仪器、联发科、恩智浦、日月光、安靠、苹果、西部数据、希捷、东芝等都是其重要客户，其中台积电、JA三井租赁株式会社连续两年成为公司最大的客户。
公司测试台整体市占率全球居首，又是SoC测试台的绝对龙头。
公司是世界领先的测试台制造商和供应商，测试台整体市场份额长期处于行业第一位，其中2017年市场份额为50%，预计该值在2021年将增加至54%-56%。细分市场看，公司是SoC测试台领域的绝对龙头，2017年在SoC测试台的市占率为56.60%，提升了6.60个百分点，为业界最高水平。
泰瑞达营收多年居于后道检测设备行业榜首。
2017年公司营收创造新高达到21.37亿美元，同比增长21.91%，公司营业收入连续6年为后道检测设备行业第一名。
报告期内业绩增长主要来源于半导体检测设备和工业自动化业务板块。
2017年物联网、车用半导体销量增长拉动公司SoC半导体检测设备收入实现放量增长，实现营收16.63亿美元，同比增长22%；公司于2015年6月成功并购丹麦企业优傲机器人，此后公司的工业自动化板块业绩进入快速上升通道，2017财年公司并购效应继续显现，实现1.70亿美元营业收入，同比增长72%。
龙头地位为公司带来强大盈利能力。
凭借测试台产品具有较高的技术门槛，以及公司在行业内的龙头地位，近几年，泰瑞达的毛利率一直维持在55%以上的水平。2017财年公司实现毛利润12.24亿美元，同比增长27.50%，实现毛利率57.28%，比上一年增加2.55个百分点。
后道检测设备与前道量检测设备相比，其技术门槛相对较低，而泰瑞达作为行业内的领先企业，其成长哲学值得国内有志于在后道检测市场发展的相关企业进行学习。即
公司通过全球布局增加营收来源，借助敏锐嗅觉积极开拓新兴市场，以高额的研发费用支撑产品创新能力，成功的并购策略紧紧抓住最大市场份额。
全球布局有助于公司抓住产业转移的机遇。
自2010年起泰瑞达每年约85%以上的收入份额便来自于海外市场，作为最近一轮产业转移的目的地，台湾地区一直是公司最大的市场。但是随着近年来半导体产业出现向中国大陆转移的趋势，为全力支持快速发展的中国电子市场，泰瑞达于2001年在上海成立了分公司。2007年，公司将主要的生产业务——半导体测试设备的生产和测试全部外包给了苏州伟创力（Flex International Ltd），在美国仅保留了新产品的生产线。目前，泰瑞达在中国大陆的收入占比为12.19%，已经超越美国成为公司第二大市场。
凭借对新兴产品的敏锐嗅觉，公司捷足先登SoC测试设备市场。
SoC产品作为一门新兴技术，自上世纪90年代初才逐渐兴起并成为产业重要的发展趋势。泰瑞达凭借其对市场发展的敏锐嗅觉，于1997年便率先发布第一款SoC测试设备Catalyst。随后公司针对高性能SoC产品又发布Tiger测试台。借助于Catalyst和Tiger两款测试系统，公司于21世纪初便已经成为SoC测试的市场领导者。并通过潜心研发进行产品创新，逐渐扩大公司在该领域的市场份额。
公司高度重视企业的创新能力。
不论行业经济景气度如何，公司始终将研发支出占比维持在15%以上的水平以支撑公司的创新能力。也正是因为公司重视研发，使得产品能够紧跟市场需求，让泰瑞达能够成为世界电子工业界之先导。2017财年公司研发费用支出为3.06亿美元，同比增长5.15%。
成功的外延收购策略帮助公司重夺SoC测试设备的龙头位置。
2011年爱德万收购美国公司惠瑞捷（Verigy）后，该公司在SoC测试设备的市占率曾一度达到世界首位。但由于多元化的企业融合过程并不是十分顺利，爱德万在两年后市场份额逐渐回落。与此形成鲜明对比的是，泰瑞达分别于2007、2008年收购了美国同行Nextest和Eagle Test。并购后因经营得当，公司高管层非常注重供应链的优化整合及财务方面对现金流进行有效的管理，公司业绩蒸蒸日上，不仅于2013年重新夺回市场桂冠，而且在后期持续拉开与爱德万在该领域的差距。
3
、爱德万：存储器测试台龙头企业，强势进军SoC市场
爱德万（Advantest）成立于1954年，总部位于日本东京市，1972年爱德万正式跨足半导体测试领域，经过40多年的发展，公司已经成为世界上后道检测设备领先企业。公司一直致力于集成电路测试技术的开发，拥有种类完善的半导体后道测试台和分选机，公司的主要客户有Intel、三星电子、AMD、德州仪器、安靠、日月光、台星科、长电科技、力成、西部数据、通富微电等企业。
在储存器测试台细分市场领域，爱德万以40%的市占率长期位居全球首位，2011年爱德万成功收购惠瑞捷（Verigy）进军SoC测试，并一度成为全球最大的测试台设备厂商，目前仅次于泰瑞达位居第二。此外公司分选机的性能已经达到了业界的先进水平，其中存储芯片分选机的并行测试容量为768，非存储类芯片分选机可同时测量32枚芯片。公司既有能满足高端产品测试需求的解决方案，也兼顾工程研发初期或小规模量产验证的测试设备。
2017财年公司业绩创新高。
受下游存储器、车用半导体、面板企业投资方向调整影响，公司存储器、非存储器业务均出现增长，公司2017财年业绩创下自2006年以来的历史新高，其中营业收入大幅增长到19.50亿美元，同比增长39.70%，进一步缩小了与泰瑞达之间的营收差距；公司接收订单共计23.32亿美元，同比增加50.50%。
公司常年呈现出强劲的盈利能力。
凭借着行业的技术壁垒以及在SoC测试台、分选机上的垄断地位，公司将毛利率基本维持在50%以上的水平。报告期间，公司实现毛利率51.44%，而且受益于公司经营效率的提升，2017财年营业净利润达到1.70亿美元，同比增长27.5%。
