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2022年全球半导体测试系统市场规模及国产替代机遇分析报告(29页).pdf

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2022年全球半导体测试系统市场规模及国产替代机遇分析报告(29页).pdf

1、2022 年深度行业分析研究报告 2 正文正文目录目录 一、国产半导体测试系统龙头.6 1、深耕多年,厚积薄发.6 2、技术优秀,客户资源壁垒显著.7 二、半导体测试系统是空间大、壁垒高的优质赛道.9 1、测试机:软硬件一体的后道检测核心设备.10 2、细分产品多,22 年全球市场规模约 47 亿美元.12 3、市场高度集中,模拟及分立器件领域实现进口替代.15 4、长生命周期、高客户粘性构建先发者护城河.17 三、借鉴龙头经验,本土企业何以破局?.19 1、海外龙头屹立不倒的三个关键.19(1)抓住半导体产业发展机遇.19(2)外延并购拓展产品线.21(3)行业周期下行时仍保持高研发投入.2

2、1 2、当前时点,我国 ATE 厂商的机遇.22(1)短期:下游积极扩产,进口设备交货周期延长提供替代窗口期.22(2)中长期:产能转移+国产化率提升+新兴领域发展,国产 ATE 有望实现破局.23 四、华峰测控:战略清晰,实力强劲,强者愈强.25 1、“SoC+大功率器件”双战略布局清晰.25(1)稳扎稳打拓展 SoC 测试设备.25(2)大功率器件前景广阔,第三代半导体已有突破.25 2、产能逐步释放,业绩高速增长.27 3、毛利率业内第一,规模效应持续提高盈利能力.28 4、资金实力雄厚,高研发高回报实现强者愈强.29 图表图表目录目录 vYcZtVfWnXmWlYsUdUnM9PaO8

3、OpNqQsQmOkPqQpQfQqRnMbRmNmMxNpPrRvPqNmP 3 图 1:华峰测控发展历程.6 图 2:华峰测控主要产品.7 图 3:华峰测控主要产品营收(亿元).7 图 4:华峰测控测试系统销量及单价呈现上升趋势.7 图 5:华峰测控前五大客户营收及占比.9 图 6:2010-2021 年芯片设计企业数量增长情况.9 图 7:华峰测控股权结构.9 图 8:集成电路寿命全过程中各类测试框图.10 图 9:半导体检测设备分类.11 图 10:集成电路测试具体流程.11 图 11:测试机的主要组成部分(以 Teradyne Catalyst ATE 为例).12 图 12:201

4、8 年华峰测控各项成本占营收比重.12 图 13:2018 年金海通各项成本占营收比重.12 图 14:2020 年全球半导体市场结构.15 图 15:2020 年中国大陆半导体市场结构.15 图 16:模拟芯片与数字芯片对比.16 图 17:我国三大封测厂市占率逐渐提升.16 图 18:2020 年全球封测厂竞争格局.17 图 19:长电科技、通富微电、华天科技毛利率.17 图 20:爱德万 Link Scale 通道板卡.17 图 21:半导体电学参数测试主要内容.17 图 22:测试开发流程.17 图 23:半导体工艺及测试技术演进.18 图 24:IC 设计企业和封测厂的 ATE 选择

5、相互影响.19 图 25:泰瑞达与美国半导体产业共同发展.20 图 26:爱德万在第一次半导体产业转移中成长.20 图 27:全球半导体资本支出及增速.22 图 28:泰瑞达研发费用率变化情况.22 图 29:我国半导体产业结构优化.24 图 30:我国半导体市场规模快速扩大.24 图 31:我国 IC 国产化程度较低.24 图 32:下游不用应用场景的测试机 DPM 变动趋势.25 4 图 33:ATE 在汽车电子和 AI等下游市场应用攀升.25 图 34:华峰测控“SoC+大功率”两大战略方向.25 图 35:新能源汽车需要用的 IGBT 器件.26 图 36:2026 年全球 IGBT

6、市场规模将达到 84 亿美元.26 图 37:2025 年全球 SiC 器件市场规模将超过 25 亿美元.27 图 38:2026 年全球 GaN 器件市场规模将达到 11 亿美元.27 图 39:公司产品出货量加速攀升(台).27 图 40:营业收入高速增长(亿元、%).27 图 41:公司合同负债、发出商品高速增长(亿元、%).28 图 42:公司全球销售服务网络.28 图 43:国内外主要 ATE 厂商毛利率对比.29 图 44:公司期间费用率持续下降.29 图 45:公司研发费用持续增长(亿元、%).29 图 46:公司现金充沛(亿元、%).29 图 47:华峰测控、长川科技、联动科技

7、 ATE 营收增速(%).31 图 48:华峰测控、长川科技、联动科技净利润增速(%).31 图 49:华峰测控历史 PE Band.32 图 50:华峰测控历史 PB Band.32 表 1:衡量半导体测试机技术先进性的关键指标.8 表 2:华峰测控主要产品与国内外市场主要参与者同类产品的技术水平对比.8 表 3:生产过程中主流测试环节.10 表 4:不同种类测试机对比.13 表 5:半导体测试机市场规模测算(亿美元).14 表 6:全球前四大测试机厂商产品布局.15 表 7:国内主要测试机厂商产品布局.16 表 8:泰瑞达、爱德万收购历程.21 表 9:主要 OSAT 及 IDM 企业扩产

8、计划.22 表 10:第三代半导体材料特性对比.26 表 11:销售收入结构预测.30 表 12:华峰测控、长川科技、联动科技对比.31 表 13:估值对比表.32 5 附:财务预测表.33 6 一、一、国产半导体测试系统龙头国产半导体测试系统龙头 1、深耕多年,厚积薄发深耕多年,厚积薄发 华峰测控华峰测控深耕半导体领域近深耕半导体领域近 30 年,年,是是国内最大的半导体自动化测试系统本土供应商。国内最大的半导体自动化测试系统本土供应商。华峰测控成立于 1993 年,专注半导体自动化测试系统领域,主要产品为半导体自动化测试系统及配件,用于测试半导体的电压、电流、时间、温度、电阻、电容、频率、

9、脉宽、占空比等参数,判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性。公司发展历程可大致分为三个阶段,现已成长为国内最大的半导体自动化测试系统本土供应商,并进入了国际封测市场供应商体系:技术初创阶段(技术初创阶段(1993-2004):):完成了 STS 2000 平台企业标准,在此平台上开发了第一代产品 STS 2000,该系列产品主要为单工位测试,实现了中文界面及图形化编程界面的软件功能,主要客户为科研院所及高校。该系列产品已于 2018 年 12 月停产。技术积累阶段(技术积累阶段(2005-2010):):研发了针对模拟及电源管理类集成电路的 STS 8107 测试系统,保证测试稳定性和可靠

10、性的同时,实现 4 工位并测;成功开发主力机型 STS 8200 共地源测试系统;突破全浮动技术并推出了32 工位全浮动的 MOSFET 晶圆测试系统 STS 8202,率先得到中国台湾和美国客户的认可和使用,并取得了广泛的装机。快速发展阶段(快速发展阶段(2011-至今):至今):推出 STS 8200 浮动源测试系统并实现规模量产,装机量自 2011 年以来快速增长,不仅在中国境内批量销售,还外销至美国、韩国、日本、中国台湾、东南亚等境外国家或地区;2014 年,推出“CROSS”技术平台,可在同一个测试技术平台上通过更换不同的测试模块,实现模拟、混合、分立器件、MOSFET 等多类别的测

11、试,提高平台延展性;2018 年成功开发“ALL in ONE”的 STS 8300 平台,将所有测试模块装在测试头中,具备 64 工位以上的并行测试能力,能够测试更高引脚数、更多工位的电源管理及混合信号集成电路,是公司未来重点发展的技术平台。图图 1:华峰测控发展历程:华峰测控发展历程 资料来源:华峰测控招股说明书、招商证券 模拟及混合信号领域厚积薄发,模拟及混合信号领域厚积薄发,公司公司已成为国产龙头,主力产品已成为国产龙头,主力产品 STS 8200/STS 8300 进入渗透率快速提升期进入渗透率快速提升期。半导体测试机可进一步细分为存储器、SoC、模拟、数字、分立器件和 RF 测试机

12、,公司自成立起就定位模拟及混合信号领域的测试系统,积累十余年推出 STS 8200 系列,并连续多年对其进行迭代升级与市场推广,2021 年受下游需求拉动,STS 8200 装机量迎来爆发式增长。2021 年上半年,STS 8200 全球装机量突破 4000 台,相较前三个 1000台销售时间周期,第四个 1000 台周期仅耗时 1 年,渗透率加速提升。STS 8300 主要针对数模混合测试,具备输出信号空间更多、数字测试能力强等特点,应用于复杂、高管脚数的模拟及混合信号类集成电路,对标产品为泰瑞达 7 EST 364;目前全球累计装机量超过 100 台。2018 年以来,受益于半导体行业景气

13、度提升以及公司推出价值更高的STS 8300 系列产品,测试系统销量及单价显著提高,带来营收绝对值从 2017 年的 1.24 亿元增至 2021 年的 8.21 亿元,CAGR 达到 60.4%,占总营收的比重自 2017 年的 83.2%提升至 2021 年的 93.5%。图图 2:华峰测控主要产品:华峰测控主要产品 资料来源:华峰测控招股说明书、招商证券 图图 3:华峰测控主要产品营收(亿元)华峰测控主要产品营收(亿元)图图 4:华峰测控测试系统销量及单价呈现上升趋势华峰测控测试系统销量及单价呈现上升趋势 资料来源:Wind、招商证券 资料来源:华峰测控年报、招商证券 2、技术优秀,客户

14、资源壁垒显著技术优秀,客户资源壁垒显著 关键技术指标领先,关键技术指标领先,产品产品实现进口替代实现进口替代并成为并成为国际封测龙头企业国际封测龙头企业供应商供应商。公司 STS 系列的主要竞品包括泰瑞达的 ETS系列、长川科技的 CTA 系列、联动科技的 QT-8000 系列,整体来看,STS 性能与 ETS、QT-8000 持平,优于 CTA。具体指标上,STS 在测试功能模块上领先 CTA,与 ETS、QT-8000 持平;测试精度与 ETS 持平;响应速度与 ETS、QT-8000 性能接近;应用程序定制化和测试数据存储、采集和分析方面与 ETS、CTA、QT-8000 基本持平;平台

15、可延展性优于 ETS、CTA、QT-8000。凭借产品的高性能、易操作和本土化服务优势等特点,公司在模拟及数模混合测试机领域打破了国外厂商的垄断地位,2021 年公司在中国模拟及分立器件测试机的市占率超过 85%,已经实现进口替代,是国内前三大半导体封测厂商长电科技、通富微电和华天科技模拟测试领域的主力测试平台供应商,并进入了日月光、微矽电子、意法半导体、矽力杰、芯源系统等国际知名半导体封测或设计企业。1.241.982.353.698.2183.2%90.4%92.2%92.9%93.5%75%80%85%90%95%0246801920202021测试系统配件其他业务

16、测试系统占比(%)2709151443.4445.2749.1351.3952.1154.230002004006008000720021销量(套)单价(万元/套)8 表表 1:衡量半导体测试机技术先进性的关键指标衡量半导体测试机技术先进性的关键指标 序号序号 核心技术指标核心技术指标 具体介绍具体介绍 1 测试功能模块 功能模块的测试覆盖范围越大,越具有先进性 2 测试精度 测试电压、电流等参数的精度越高,越具有先进性 3 响应速度 响应/建立速度越快,测试效率越高,并行测试通道越多

17、,越具有先进性 4 应用程序定制化 应用程序开发平台越通用化,以便适应不同产品的定制化测试需求,越具有先进性 5 平台可延展性 平台越具有延展性,以便更有效地增加测试功能,提升通道数和工位数,越具有先进性 6 测试数据存储、采集和分析 对芯片的状态、参数监控、生产质量等数据越能更好地存储、采集和分析,以促进客户进一步优化生产,越具有先进性 资料来源:华峰测控招股说明书、招商证券 表表 2:华峰测控主要产品与国内外市场主要参与者同类产品的技术水平对比华峰测控主要产品与国内外市场主要参与者同类产品的技术水平对比 关键技术关键技术指标指标 具体指标具体指标 华峰测控华峰测控 STS 8200 系列系

18、列 华峰测控华峰测控 STS 8250/8300 泰瑞达泰瑞达 ETS 系系列列 长川科技长川科技CTA 系列系列 联动科技联动科技QT-8000 系列系列 测试功能模块 高精度浮动电压表 100V,18bit/1Msps 和12bit/10Msps每通道 100V,18bit/1Msps 和12bit/10Msps每通道 200V,16bit/200Ksps和12bit/10Msps每通道 未披露 200V,18bit/1Msps 和12bit/50Msps每通道 通用小功率浮动V/I源 40V/1A 40V/1A 30V/0.2A 50V/1A 30V/0.2A 通用中功率浮动V/I源 1

19、00V/10A 100V/10A 100V/12A 50V/10A 50V/1A 通用大功率浮动V/I源 无 100V/100A 100V/100A 未披露 120V/10A;40V/20A 通用高压 V/I 源 2000V/10mA 1000V/10mA 500V/50mA 1000V/20mA 1000V/30mA 测试精度 微小电容测试精度 1pF 1pF 1pF 1pF 未披露 微小电流测试精度 1nA 1nA 1nA 未披露 未披露 精密低失调运算放大器失调电压测试精度 10V 10V 10V 未披露 未披露 精密低失调运算放大器失调电流测试精度 10pA 10pA 10pA 未披露

20、 未披露 响应速度 V/I 源稳定时间 100us 100us 100us 未披露 85%分立器件测试机 数模混合测试机 资料来源:半导体行业观察、招商证券 模拟模拟及分立器件及分立器件测试机率先实现进口替代的原因测试机率先实现进口替代的原因主要主要有二:有二:1)技术上更易突破。)技术上更易突破。不同于数字芯片,模拟芯片对制程的要求不高,更依赖人工设计和经验积累,细分品类多,生命周期长,全球模拟芯片龙头德州仪器能够提供超过 80000 种模拟芯片产品,其 1979 年推出的音频运算放大器NE5532 至今还在销售,产品寿命已经超过 40 年。分立器件也具有相似的特点,技术迭代相对缓慢,MOS

21、FET/IGBT 等芯片设计架构基本成型,因此,模拟芯片和分立器件的测试需求较稳定。叠加这两类测试机的技术难度相对较低,国内企业更容易实现技术上的突破,而数字芯片遵循摩尔定律,迭代快,测试机也需要根据新产品、新标准进行升级,对于积累较少的企业来说难度更大。2)分享下游封测厂的黄金成长期。)分享下游封测厂的黄金成长期。集成电路的制造分为设计、制造、封测三个环节,封测环节壁垒最低,偏劳动密集型,是我国半导体发展最早、取得突破最多的环节,因此进口替代进程最快。本土三强封测厂(长电科技、通富微电、华天科技)在国内的市占率不断提升,2004-2008 年在 6%-8%之间波动,2009 进入快速发展阶段

22、,2015 年以来提升更为明显,2020 年达到 18.2%,且三家公司已经成为全球前 10 大封测厂,站上国际竞争的舞台。封测厂是ATE 测试机最主要的下游,国产 ATE 的发展离不开封测厂的推动,以华峰测控为例,其主力机型 STS 8200 测试系统开发于 2008 年,量产于 2011 年,与主流封测厂快速扩张时间基本一致。且封测厂由于壁垒较低,竞争激烈,毛利率较低,更愿意采购性价比更高的国产设备。受益于此,国产模拟测试机率先实现了进口替代。图图 16:模拟芯片与数字芯片对比模拟芯片与数字芯片对比 图图 17:我国三大封测厂市占率逐渐提升我国三大封测厂市占率逐渐提升 资料来源:思瑞浦招股

23、说明书、招商证券 资料来源:中国半导体行业协会、长电科技/通富微电/华天科技招股说明书、Wind、招商证券 模拟芯片模拟芯片数字芯片数字芯片处理信号处理信号连续函数形式的模拟信号离散的数字信号技术难度技术难度设计门槛高,平均学习曲线10-15年电脑辅助设计,平均学习曲线3-5年设计难点设计难点非理想效应较多,需要扎实的多学科技术知识和丰富的经验芯片规模大,工具运行时间长,工艺要求复杂,需要多团队共同协作工艺制程工艺制程目前大量使用0.18 m/0.13 m,部分工艺使用28nm按照摩尔定律的发展,使用最先进的工艺,目前已达到5-7nm产品应用产品应用放大器、信号接口、数据转换、比较器、电源管理

24、等CPU、微处理器、微控制器、数字信号处理单元、存储器等产品特点产品特点种类多种类少生命周期生命周期一般5年以上1-2年平均售价平均售价价格低,稳定初期高,后期低6%-8%9%-12%17%-20%17 图图 18:2020 年年全球全球封测厂竞争格局封测厂竞争格局 图图 19:长电科技、通富微电、华天科技毛利率长电科技、通富微电、华天科技毛利率 资料来源:芯思想研究院、招商证券 资料来源:Wind、招商证券 4、长生命周期、高客户粘性构建先发者护城河长生命周期、高客户粘性构建先发者护城河 ATE 的更新需求主要体现在板卡与测试软件的更新迭代的更新需求主要体现在板卡与测试软件的更新迭代,因此机

25、型平台的延展性和兼容性非常重要,因此机型平台的延展性和兼容性非常重要。板卡(DUT board/load board/interface board)是连接测试头(Test Head)和被测器件(DUT)的专用 PCB,负责数据采集、处理和输出,通常针对特定的 DUT 进行定制。测试机公司会设计一系列不同性能的标准板卡,用户根据测试需求选择相应的板卡,并使用测试程序进行测试。测试程序是驱动板卡的可编程程序,主要实现信号发生、信号采集、大数据分析处理、管理协调各类板卡等功能。ATE 硬件迭代速度较慢,更换板卡、升级检测程序就可以提升 ATE 的检测性能、满足不同的测试需求。因此优秀的ATE 产品

26、是“铁打的平台,流水的板卡及程序”,需要具备良好的平台延展性和兼容性。板卡设计和测试程序编写也是 ATE 的核心技术壁垒,难度随着 DUT 复杂程度、并测数量、测试速度的增加而增加。图图 20:爱德万爱德万 Link Scale 通道板卡通道板卡 图图 21:半导体电学参数测试主要内容半导体电学参数测试主要内容 资料来源:爱集微、招商证券 资料来源:联动科技招股说明书(申报稿)、招商证券 图图 22:测试开发流程:测试开发流程 资料来源:Digital Chip Testing with Agilent 93000 SOC Series、招商证券 27.40%13.31%11.27%7.45%

27、4.59%3.57%2.32%2.83%2.25%2.18%22.83%日月光安靠长电科技力成科技通富微电华天科技智路封测京元电子南茂颀邦其他050042005200620072008200920000192020长电科技通富微电华天科技 18 从整机视角看,从整机视角看,ATE 技术演进路线相对缓慢,长生命周期构筑高壁垒。技术演进路线相对缓慢,长生命周期构筑高壁垒。芯片制造技术遵循摩尔定律每 18 个月进阶一次,但是 ATE 不属于工艺设备,摩尔定律对封测技术驱动不显著;对于同类芯片,测试内容万变不离其宗

28、,更换板卡和驱动程序即可升级测试机性能,并不一定要更换整机,因此具备技术兼容性是 ATE 十分重要的卖点。爱德万 1998年就完成平台框架搭建的 V93000、泰瑞达 1999 年上市的 Ultra 系列至今仍是国际上主流的 ATE。ATE 整机的技术迭代周期长达 10-20 年,1990 年至今,在制程不断缩小的情况下,ATE 整机只经历了三代大的技术变革,分别是1990-2000 年的多功能测试机、2000-2015 年的多通道测试机、2015 年以来的高复杂度测试机。ATE 的长生命周期对于已打入检测供应的厂商来说,有利于建立长期稳定的供应关系,可以长期享受技术沉淀的成果;但对于后来者来

29、说,一定程度上提高了进入门槛。图图 23:半导体工艺及测试技术演进:半导体工艺及测试技术演进 资料来源:泰瑞达 UltraFLEXplus 产品发布会、招商证券 ATE 行业的另一特点是下游客户行业的另一特点是下游客户的品牌选择相互影响,选定后的品牌选择相互影响,选定后粘性极高。粘性极高。ATE 的下游客户为 IC 设计公司和封测厂,二者对测试机品牌的选择相互影响,共同构建 ATE 的产业生态。一方面,封测厂需要测试的芯片种类广,对设备要求高,对 ATE 的采购量大,因此更加倾向于经过市场验证的主流机型,以保证板卡持续更新迭代、满足广泛被测器件的测试需求;IC 设计企业对 ATE 的采购量更小

30、,没有特殊测试需求的 IC 设计企业会选择下游封测厂的同款 ATE,以保证测试结构和芯片品质的稳定。另一方面,部分高端/特色 IC 设计企业会根据特定的芯片测试需求,自行采购 ATE用于芯片前期的设计验证阶段,并采购部分 ATE 存放于封测厂用于后续生产,以保证 IC 设计流程稳定,把控 IC 生产封装品质;为了更好地符合 IC 设计企业的精度要求,IC 设计企业使用的测试机也会成为封测厂的首选。无论是 IC设计企业还是封测厂,一旦选定了某一品牌的 ATE 便不会轻易更换,以满足后续升级或定制设备等需求,因此 ATE的市场扩张是滚雪球式的,早期得到市场认可的 ATE 的渗透速度会加快,先进入者

31、更容易构建产业生态壁垒。19 图图 24:IC 设计企业和封测厂的设计企业和封测厂的 ATE 选择相互影响选择相互影响 资料来源:招商证券整理 三、三、借鉴龙头经验,本土企业何以破局?借鉴龙头经验,本土企业何以破局?纵观全球半导体测试系统发展历程,自 20 世纪 60 年代起,行业先后经历了 60 年代由仙童半导体(Fairchild)、德州仪器(TI)等半导体制造企业主导,70 年代涌现出多家 ATE 企业,80-90 年代并购频发,2000-2010 泰瑞达、爱德万、科利登、安捷伦/惠瑞捷四强争霸,2010 年以来泰瑞达、爱德万双龙头主导的竞争格局。泰瑞达与爱德万之所以能够屹立不倒、愈发强

32、大,原因不仅有半导体产业发展带来的大机遇,还有公司自身具备优秀基因,本部分我们通过总结分析泰瑞达与爱德万成功的三个关键因素,为国产厂商的发展提供一些参考方向。1、海外龙头屹立不倒的三个关键海外龙头屹立不倒的三个关键(1)抓住半导体产业发展机遇抓住半导体产业发展机遇 泰瑞达泰瑞达(Teradyne):紧跟集成电路技术发展,保持竞争优势。:紧跟集成电路技术发展,保持竞争优势。泰瑞达成立于集成电路发明时期,与集成电路产业共同成长。集成电路遵循摩尔定律,发展变化速度非常快,测试需求也随之变化,泰瑞达成功的关键在于紧跟技术变化,不断推出符合新一代集成电路测试需求的 ATE。1966 年,泰瑞达推出 J2

33、59,这是第一台真正由计算机控制的自动化 IC 测试系统,在此之前的二极管、电阻器、晶体管、集成电路等器件的测试均需人工控制,由此泰瑞达开创了ATE 行业,占据先发优势。70 年代,半导体产业进入大规模集成电路(LSI)时代,泰瑞达却忽视了 LSI 的发展,希望依靠早期的产品维持市场份额,没有及时推出符合最新市场需求的产品,因此在 70 年代末期市场份额大幅下降。1976 年,公司意识到这一疏忽,开始研发下一代半导体、超大规模集成电路(VLSI)的测试仪,并于 1981 年推出J941,这一时期的研发支出从 500 万美元急剧增长到 1700 万美元。凭借先进且多样的产品、全球化的经营策略、压

34、低价格等方式,泰瑞达成功抵挡了 80 年代半导体产业向日本转移带来的冲击,在 90 年代 PC 需求爆发带来大规模集成电路测试需求高速增长时重回行业领先地位。90 年代至今,集成电路处于特大规模集成(ULSI)时代,此阶段泰瑞达推出的产品 Flex 系列和 J750 系列在满足最新测试需求的同时具备较高的通用性和兼容性,后续工程师针对制程不断缩小等特点不断迭代优化版本,如提升测试速度,增加测试通道、并行测试、背景运算等,因此 Flex 系列和 J750 系列成为畅销十余年的经典产品。截至 2020年底,FLEX 和 J750 的全球装机量分别达到 8000 台和 5900 台,获得了市场的广泛

35、认可。20 图图 25:泰瑞达与美国半导体产业共同发展泰瑞达与美国半导体产业共同发展 资料来源:芯思想、维基百科、招商证券整理 爱德万爱德万(Advantest):第一次产业转移背景下崛起的存储:第一次产业转移背景下崛起的存储 ATE 龙头。龙头。20 世纪 70 年代起,美国将半导体系统装配、封装测试等利润含量较低的环节转移到日本等其他地区,日本半导体产业开始积累。70 年代中期,日本的微电子产品几乎没有竞争力,在 VLSI 制造方面也处于明显落后的状态。但日本前瞻性地布局了存储器,在 70 年代末期,日本几乎与美国同时推出了 64K DRAM,并通过降价促销等方式占领大部分的市场份额,分享

36、了 80 年代 PC 行业发展带来的存储器红利。1986 年日本存储器产品的世界占有率为 65%,美国降至 30%,至此半导体产业的第一次转移基本完成。爱德万便是在这一背景下崛起的,其前身武田理研工业于 1968 年进入半导体测试市场,与第一次产业开始转移时间基本契合。1976 年,武田理研工业推出全球首个 DRAM 测试机台 T310/31,在市场上取得了成功,也反向推动了日本存储器行业的发展。此后,在巨大的存储器需求拉动下,爱德万推出了一系列存储器测试机产品,测试速度覆盖全面,并在全球范围内销售。虽然 90 年代以来,半导体产业转移至其他地区,但爱德万的全球地位已经形成,叠加其不断拓展产品

37、,全面布局各细分领域,龙头地位得以保持。图图 26:爱德万在第一次半导体产业转移中成长爱德万在第一次半导体产业转移中成长 资料来源:芯思想、维基百科、招商证券整理 21(2)外延并购拓展产品线外延并购拓展产品线 ATE 细分赛道多且单个细分领域市场规模有限,企业要想做大做强,拓展产品线细分赛道多且单个细分领域市场规模有限,企业要想做大做强,拓展产品线至至全领域覆盖全领域覆盖是必然选择是必然选择。由于不同领域测试机之间的差异和壁垒随着各类半导体产品的发展而提高,当行业发展到一定程度后跨赛道难度大大提高,此时企业难以通过自研追赶上竞争对手,一方面是技术短时间难以突破,另一方面是先进入者已经建立起客

38、户壁垒,因此企业多通过并购进入新的领域或补强自身在细分领域的不足,行业集中度也在此过程中不断提升。泰瑞达和爱德万的主要并购事件发生在 90 年代以后,进入本世纪以来有加速趋势,主要原因系这一时期头部企业的技术壁垒和客户壁垒基本形成,竞争格局相对稳定,聚焦于某一细分领域的中小企业难以通过自研打开新的市场空间,且头部企业有充足的资金实力收购中小企业,加速行业整合。泰瑞达先后收购了 Megatest、GenRad、Mosaid、Nextest等多家公司,主要加强了存储测试领域的实力;爱德万的收购则集中于 SoC 测试、模拟测试领域,二者都通过并购整合产业资源,取长补短,成为全面布局的行业龙头。表表

39、8:泰瑞达、爱德万收购历程泰瑞达、爱德万收购历程 公司公司 并购并购时间时间 被并公司被并公司 并购成本(百万美元)并购成本(百万美元)并购后获得技术并购后获得技术/产品领域产品领域 泰瑞达 1980 Adar 1987 Zehntel 元件测试 1995 Megatest 245 存储器测试 1995 Hammer Tech 1996 Midnight Networks 1996 Control Automatic 2000 Herco Technologies 2000 Synthane-Taylor 2001 GenRad 255 电路板测试 2007 Mosaid 17 存储测试 20

40、08 Nextest 379 闪存测试 2008 Eagle Test Systems 250 模拟测试 2011 LitePoint 646 系统级电路板 2014 ZTEC 17 模块化无线测试 2019 Lemsys 大功率半导体测试 爱德万 2000 原东芝旗下的测试设备部门 Asia 半导体测试 2008 Credence Systems GmbH(原SZ Testsystem)5 车载芯片(模拟)测试 2011 Verigy 1100 SoC 测试 2013 W2BI 无线系统级测试 2019 ATRO 135 半导体系统级测试 资料来源:半导体行业观察、招商证券(3)行业周期下行

41、时仍保持高研发投入行业周期下行时仍保持高研发投入 长期研发创新是源源不断的内生动力。长期研发创新是源源不断的内生动力。半导体行业具有明显的周期性,半导体设备市场也随之呈现周期性波动,且波动幅度往往大于半导体消费市场。泰瑞达和爱德万自成立以来经历过多轮周期,其发展经验可以总结为“不论上行周期还是下行周期,都持续研发获得源源不断的技术壁垒和增长动力;周期下行时通过内部重组改革等综合措施度过行业投资低迷期”。以泰瑞达为例,2006 年以来,泰瑞达共经历过四轮半导体资本开支下行的冲击,分别发生于 2008 年-2009 年、2012年-2013 年、2015 年、2019 年,但在这些资本开支缩减期间

42、,公司的研发费用率明显高于其他年份,说明公司在收入受行业影响而下降的同时维持一定的研发投入,获得了行业领先的技术和创新的产品。正因如此,公司总能化险为夷,并通过领先的核心技术提高产品附加值,获得下一轮高速增长的新动力,提高了盈利能力。22 图图 27:全球半导体资本支出及增速全球半导体资本支出及增速 图图 28:泰瑞达研发费用率变化情况泰瑞达研发费用率变化情况 资料来源:SEMI、招商证券 资料来源:泰瑞达年报、招商证券 2、当前时点,我国当前时点,我国 ATE 厂商的机遇厂商的机遇(1)短期:短期:下游积极扩产,进口设备交货周期延长提供替代窗口期下游积极扩产,进口设备交货周期延长提供替代窗口

43、期 半导体器件半导体器件需求旺盛掀起扩产潮需求旺盛掀起扩产潮,2022 年设备端仍然高景气年设备端仍然高景气。2020 年,全球对芯片的需求激增,产能有限叠加疫情打乱供应链导致供给不足,供需出现严重失衡;2021 年,缺芯现象由汽车电子、消费电子蔓延至各行各业,扩产成为半导体行业近两年的主旋律。2021 年我国宣布新增 28 个晶圆厂建设计划,投资金额达约 1500 亿元;封测厂也纷纷宣布扩产计划,委外封测厂(OSAT)、IDM 封测厂投资金额分别超 700 亿元、500 亿元,资本开支大幅增长,带来测试设备需求高增。根据 IC Insights 数据,2021 年全球半导体行业资本支出达到

44、1539 亿美元,同比增长 36%,预计2022年将继续增长24%至1904 亿美元;SEMI预测2022年半导体设备市场规模将增长10.7%至1140亿美元,驱动后道检测设备需求继续增长。表表 9:主要主要 OSAT 及及 IDM 企业扩产计划企业扩产计划 公司公司 时间时间 项目主要内容项目主要内容 金额(亿金额(亿元)元)OSAT 扩产扩产 沛顿科技 2021 年 3 月启动建设,6 月主厂房封顶,10 月首批设备搬入 第一期主要从事集成电路封装测试以及模组制造业务,开展先进封装技术的研发及产业化 100 颀中封测 2022 年 6 月开工建设,2023 年 11月投产 从事晶圆凸块封装

45、测试相关业务 10.6 华天科技 2021 年 8 月定增获批 集成电路多芯片封装扩大规模项目、高密度系统级集成电路封装测试扩大规模项目、TSV 及 FC 集成电路封测产业化项目、存储及射频类集成电路封测产业化项目 51 华岭股份 2021 年 10 月签署投资协议书 厂房购置、超洁净厂房装修、规模化测试线建设工程、高可靠封装的前期投入等 8 安靠科技 2022 年开始动工,2023 年下半年批量生产。第一阶段将专注于为世界领先的半导体和电子制造公司提供先进的系统级封装(SiP)封装和测试解决方案 16.1 通富微电 2021 年 9 月公告定增计划 存储器芯片封装测试生产线建设项目、高性能计

46、算产品封装测试产业化项目、5G 等新一代通信用产品封装测试项目、圆片级封装类产品扩产项目、功率器件封装测试扩产项目 55 越摩先进 2022 年 3 月正式投产 一期 5G 射频滤波器晶圆级封装线(WLCSP)和射频前端模块系统级封装线(SiP)各一条 26.8 力成科技 2021 年 8 月公告 存储与逻辑产品晶圆测试以及逻辑产品的产品最终测试 15.9 利扬芯片 2022 年 1 月前动工建设,2024 年1 月前竣工,2024 年 7 月前投产,2027 年 1 月前达产 新建芯片测试业务的相关厂房、办公楼等,购置芯片测试所需的相关设备,扩大芯片测试产能 13.65-60%-40%-20

47、%0%20%40%60%80%100%120%05000200620072008200920000022e全球半导体资本支出(亿美元)增速0%5%10%15%20%25%23 日月光投控 2021 年 3 月公告 第一期目标 2022 年底前完工投产;第二期计划 2023 年初动工,2027 年底前完工投产 183 禾芯集成 2021 年 4 月签约,预计 2022 年投产 打造国内领先的先进封装生产基地,主要研发、生产高端封测产品 100 甬矽微电子 2021 年 3 月开工建设,2

48、023 年 9月完工 集成电路 IC 芯片封测项目二期 127 京元电 竹南厂 2021 年上半年完成扩产;铜锣厂 2021 年底前完成装机;铜锣厂三期厂房,预计 2022 年 3 月完工 为产能扩充需求做准备 27.1 合计合计 734.2 IDM 扩产扩产 英特尔 预计 2024 年投入生产 扩大其在马来西亚槟城先进半导体封装工厂的生产能力 451.6 安世半导体 2021 年 5 月计划升级东莞工厂区 导入高功率 MOSFET 和 LFPAK 先进封装产线、原标准器件产品 18 华润微 2021 年 8 月公告 达产后,功率封装产量达到每月 220 万颗 42 士兰微 2021 年 6

49、月公告 提升公司在特殊封装工艺产品领域的综合竞争优势,项目建设期 2 年,达产期 2 年 7.58 合计合计 519.2 资料来源:芯思想、招商证券(汇率使用 2021 年平均汇率,即 1 美元=6.4512 元人民币,1 台币=0.23108 元人民币)国际龙头交货期延长加速进口替代进程。国际龙头交货期延长加速进口替代进程。根据半导体行业观察,海外龙头 ATE 测试机交期普遍超过 6 个月,比较抢手的测试设备订单已经排到 2024 年,探针台的交期也普遍超过 12 个月。主要原因是 1)日本厂商生产方式保守稳健,生产远远跟不上市场需求;2)全球疫情反复影响生产周期;3)芯片及部分原材料依然短

50、缺。在国际龙头无法保证供应的情况下,封测厂转而采购供应更加稳定的国产测试设备,尤其是已经通过验证建立起品牌认知的产品,为本土企业提供了一个加速替代进口设备的绝佳窗口期。(2)中长期:产能转移中长期:产能转移+国产化国产化率提升率提升+新兴领域发展,国产新兴领域发展,国产 ATE 有望实现破局有望实现破局 消费重心转移带动产能重心向我国转移,消费重心转移带动产能重心向我国转移,进而进而带动设备需求。带动设备需求。我国已连续多年成为全球最大的半导体消费市场,是全球半导体的消费中心,设计、制造、封测环节销售规模快速上升。2021 年全球半导体销售额 5559 亿美元,我国 1925亿美元,约为全球的

51、 34.6%,均创下历史新高。分环节看,2021 年我国 IC 设计业、制造业、封测业销售额分别为4519 亿元、3176.3 亿元、2763 亿元,三业占比逐步接近全球 3:4:3 的合理结构,产业结构得到优化。2015-2021年三业 CAGR 分别为 22.7%、23.4%、12.2%,设计业与制造业增速高于封测业,主要是因为封测产业技术壁垒更低,我国企业进入时间较早,凭借低成本劳动力优势率先完成转移。庞大的消费市场促使产能向我国转移,据 SEMI 报告,2017 至 2022 年全球预计共投产 92 座半导体晶圆厂,其中 34座位于中国大陆地区,全球半导体设备销售额从 2014 年的

52、375 亿美元增长至 2021 年的 1026 亿美元,年均复合增长率约为 15.46%。2021 年中国大陆地区半导体设备销售规模达 296 亿美元,同比增长 58%,连续四年保持增长,第二次成为全球最大半导体设备市场。此外,我国设计业近年来显著快速发展,2020 年全国芯片设计企业数量共 2218家,同比增长 24.6%。芯片设计环节需求的增长直接带动下游制造封测领域景气,对测试设备需求暴涨,设计企业正在接替封测企业成为测试设备行业增长的主要驱动力。24 图图 29:我国半导体产业结构优化:我国半导体产业结构优化 图图 30:我国半导体市场规模快速扩大我国半导体市场规模快速扩大 资料来源:

53、中国半导体行业协会、招商证券 资料来源:中国半导体行业协会、招商证券 提高半导体国产化率为中长期主旋律提高半导体国产化率为中长期主旋律,利好性价比高的国产,利好性价比高的国产 ATE 设备。设备。根据 IC Insights 数据,2020 年我国半导体市场规模为 1434 亿美元,其中在中国本土生产的 227 亿美元,自给率仅 15.9%,还有非常大的提升空间。过去我国集成电路产业上下游严重脱节、协同合作不多。华为、小米、联想等品牌整机企业每年外采芯片金额超过百亿美元,国内轨道交通、智能电网等工业系统级厂商出于保险原则对采纳国产芯片的意愿不足,造成国产芯片无法获得在系统端进行验证和迭代升级的

54、机会。自中美贸易摩擦以来,中美科技博弈逐步常态化,国际环境日趋复杂,国内集成电路产业链开始大规模协同合作,提高全产业链国产化率成为行业共同发展目标。国产 ATE 具有高性价比及自主可控等优势,符合本土芯片企业的需求,半导体全产业链国产化率的提升将为本土测试设备提供更多切入市场的机会,中长期来看,本土测试设备有望在这一过程中崛起。图图 31:我国我国 IC 国产化程度较低国产化程度较低 资料来源:IC Insights、招商证券 5G、AI、新能源汽车新能源汽车等等新兴应用领域产生新兴应用领域产生更更复杂复杂的测试需求。的测试需求。具体来看,在 5G 通信的数据移动中,5G 无线设备继续进化到

55、10 倍以上的频率和 5 倍以上的带宽接口;在 AI 和云设备的数据处理中,晶体管数量的增长推动了新的并行和串行扫描方法;这些变化要求测试设备有更快的数字引脚速度和更深的内存深度,以达到大数据捕捉和数据流动的目的。IoT 则带来海量碎片化芯片需求,利好定制化 IC 设计,单品市场量难以形成规模优势;车规级芯片的零缺陷的标准将会从 zero DPPM(百万分之一零缺陷)提升到 zero DPPB(十亿万分之一零缺陷),且必须在-40 到 160 摄氏度下多次测试,最大限度地筛选新品,因此汽车电子测试的工序也会增加到 5-7 道程序,测试成本会显著增加。新兴领域有望驱动国产设备破局。新兴领域有望驱

56、动国产设备破局。整体而言,新兴应用领域对 ATE 测试机的测试性能、定制化程度、测试成本、稳定性等提出了更高的要求,不仅需要测试机厂商有雄厚的技术实力,还需要测试机厂商与下游客户之间密切配合、优化产品。加之全产业链自主可控需求的驱动,以应用为中心、成本更优化、交付更快捷的国产设备更受青睐,其服务也更符合本土客户需求。随着 5G、AI 等新一轮科技逐渐走向产业化,国内集成电路产业有望进入新一轮发展周期,类比受益于家电、大型机浪潮的日本和受益于个人电脑发展的韩国,在这些新兴领域领先的中国或将迎来 ATE 产业18.5%25.3%36.70%42.70%30.7%31.1%24.90%28.90%5

57、0.8%43.6%38.40%28.40%0%20%40%60%80%100%2006201020152020设计制造封测1325 1644 2074 2519 3064 3778 4519 901 1127 1448 1818 2149 2560 3176 1384 1564 1890 2194 2350 2510 2763 0%5%10%15%20%25%30%0200040006000800000021设计业制造业封装测试同比增长5.87.98.810.311.213.212.819.323.919.322.743.257

58、626369778394322310.2%12.7%14.0%14.9%14.5%15.9%13.6%16.4%15.9%14.7%15.9%19.4%0%5%10%15%20%25%0500200001920202025E中国IC市场产值(十亿美元)中国IC市场销售额(十亿美元)自给率 25 破局机遇。图图 32:下游不用应用场景的测试机:下游不用应用场景的测试机 DPM 变动趋势变动趋势 图图 33:ATE 在汽车电子和在汽车电子和 AI等下游市场应用攀升等下游市场应用攀升 资料来

59、源:Teradyne estimates、招商证券 资料来源:Teradyne estimates、招商证券 四、四、华峰测控:战略清晰,实力强劲,强者愈强华峰测控:战略清晰,实力强劲,强者愈强 1、“SoC+大功率器件”双战略布局大功率器件”双战略布局清晰清晰(1)稳扎稳打拓展稳扎稳打拓展 SoC 测试设备测试设备 SoC 测试是前景更加广阔的赛道。测试是前景更加广阔的赛道。SoC 测试机研发难度相当高,当前仅有部分国产企业在低速数字测试机领域取得突破。相较于模拟测试赛道,SoC 赛道不仅市场空间广阔,而且国产化率极低,前景更加广阔。据我们测算,22 年全球数字类测试机市场规模约 28.3

60、亿美元,我国 6.72 亿美元,约为当前公司所处的模拟测试机市场规模的 6 倍,公司进入 SoC 测试领域,将打开长期成长空间。公司技术稳扎稳打,通过公司技术稳扎稳打,通过 STS 8300 切切入入 SoC 测试领域,长期成长值得期待。测试领域,长期成长值得期待。针对 SoC 类集成电路测试,公司在V/I 源、数字通道和同步技术方面技术储备较为丰富,能对较为复杂的电源管理(PMIC)类 SoC 进行量产测试。新品 STS 8300 主要面向 PMIC 和功率类 SoC 测试,成为公司切入 SoC 领域的第一个平台。2021 年 STS 8300 市场开拓良好,已经获得诸多优质客户的订单,全年

61、出货量约 110 台,凭借国内领先的技术水平和本土化服务优势占领增量市场。未来公司通过提升数字通道的性能水平及同步精度、研发更多板卡等方式,逐步拓展在复杂 SoC 类集成电路的测试能力,完善产品布局,长期发展值得期待。图图 34:华峰测控华峰测控“SoC+大功率”两大战略方向大功率”两大战略方向 资料来源:中国半导体行业协会集成电路设计分会、招商证券 (2)大功率器件前景广阔,第三代半导体已有突破大功率器件前景广阔,第三代半导体已有突破 大大功率器件加速发展,功率器件加速发展,公司全面布局拓宽产品测试范围公司全面布局拓宽产品测试范围。功率器件包括二极管、晶闸管、晶体管等,在电子装备中主 26

62、要起到控制电路(例如改变电压和频率)与电能转换(直流转交流或交流转直流)等作用,是电力控制装置以及电子设备的核心器件。以 IGBT 为主的大功率器件主要用于太阳能逆变器、新能源汽车、风力发电、高铁、动车、智能电网等领域,近两年新能源汽车、光伏等行业快速发展推动了对大功率器件的需求,拉动相关测试设备景气上行。公司功率类产品主要为 STS 8202 和 STS 8203,能够测试 2000V/200A 以下的功率器件,2021 年,公司基本完成功率类测试布局,可满足各类功率器件、模块的测试需求,受益于功率器件行业的高速增长,STS 8202、STS 8203 订单有望大幅增长。此外,公司车规级功率

63、产品的测试机市场开拓符合预期,预计 2022 年订单落地。未来光伏、风电、新能源汽车等行业将继续支撑功率器件赛道保持高景气,公司凭借多年在高压大功率器件的测试经验,发力大功率器件测试市场,有望开拓新的增长点。图图 35:新能源汽车需要用的新能源汽车需要用的 IGBT 器件器件 图图 36:2026 年全球年全球 IGBT 市场规模将达到市场规模将达到 84 亿美元亿美元 资料来源:比亚迪半导体招股说明书、招商证券 资料来源:Yole、招商证券 第三代半导体第三代半导体器件测试布局多年,有望受益下游市场增长器件测试布局多年,有望受益下游市场增长。第三代半导体材料以 SiC、GaN 为代表,相比前

64、两代,第三代半导体材料具有禁带宽度更宽、电子漂移饱和速率更高、绝缘击穿场强更高、热导率更高等特点,是 5G 基站、新能源汽车充电桩、大数据中心、工业互联网、特高压等领域的理想材料。因此 SiC 功率器件和 GaN 功率器件被认为是下一代功率半导体的核心技术方向。SiC 功率器件主要用于中高压领域,如新能源汽车、光伏及储能、充电桩等,新能源汽车中又以主驱逆变器、车载充电机(OBC)、直流变压器(DC-DC)为应用大宗。GaN 功率器件主要用于高频领域,如消费电子、新能源汽车、通讯及数据中心等。据 Yole 预测,2025 年 SiC 功率器件市场规模将达 25.62 亿美元,2026 年 GaN

65、 功率器件市场规模将达到 11 亿美元。第三代半导体器件仍处于发展早期,成本较高,尚未规模化应用,其材料特性对耐高压、耐大电流、可靠性等提出了更高要求,需要新的可靠性测试标准,国内企业与泰瑞达、爱德万等海外龙头位于同一起跑线。华峰测控于 2016 年开始布局 GaN 功率器件测试领域,基于 STS 8200 平台研发了 GaN FET 专用测试套件,受益于 GaN 在快充领域的应用,2021 年公司 GaN 功率器件测试机发货量接近 100 台;SiC 功率器件测试产品也已经成功进入本土 IDM 厂商,海外供应商正在进行评估程序,2021 年实现了约 10 台的出货。未来随着第三代半导体功率器

66、件的产业化,公司有望通过新兴市场开拓更多海外客户。表表 10:第三代半导体材料特性对比第三代半导体材料特性对比 第一代第一代 第二代第二代 第三代第三代 材料材料 硅(Si)砷化镓(GaAs)氮化镓(GaN)碳化硅(SiC)禁带结构禁带结构 间接带隙 直接带隙 间接带隙 直接带隙 禁带宽度(禁带宽度(eV)1.1 1.43 3.4 3.3 热导率(热导率(W/cm K)1.5 0.54 1.3 4.9 电子迁移率(电子迁移率(cm2/Vs)1350 8500 2000 1000 电子饱和漂移速率(电子饱和漂移速率(107cm/s)1 1 2.5 2.2 击穿场强(击穿场强(kV/cm)0.3

67、0.4 3.3 2.8 介电常数介电常数 11.9 13.1 9 10.1 器件理论最高工作温度(器件理论最高工作温度(C)175 350 800 600 资料来源:中国知网、招商证券 27 图图 37:2025 年全球年全球 SiC 器件市场规模将超过器件市场规模将超过 25 亿美元亿美元 图图 38:2026 年全球年全球 GaN 器件市场规模将达到器件市场规模将达到 11 亿美元亿美元 资料来源:Yole、招商证券 资料来源:Yole、招商证券 2、产能逐步释放,业绩高速增长产能逐步释放,业绩高速增长 原地扩产原地扩产+天津基地投产,公司产能大幅增长天津基地投产,公司产能大幅增长。202

68、0 年下半年以来,汽车电子、消费电子等行业需求旺盛,但产能不足、疫情反复等因素制约了芯片的供给,供需严重失衡。2021 年以来缺芯问题蔓延至多个行业,主要晶圆厂扩产意愿强烈,带动对测试设备的需求。公司作为国产龙头,直接受益于此轮需求暴涨,2020 年开始公司产品一直处于供不应求的状态,满产满销情况下交货周期自 12 周延长至 16 周。为满足客户需求,公司进行原地扩产,产能由原先的60 台/月增加至 120 台/月,2020 年全年产量同比增长 57.8%至 800 台。到 2021 年中旬,公司产能已增加至 200 台/月。2021 年 9 月 8 日,公司的 IPO 募投项目天津生产基地正

69、式投入运营,该基地布置了两条 STS 8200 产线和一条STS 8300 产线,产能有序释放,2021 年全年产量达到 1975 台,同比大幅增长 146.9%。STS 8200 装机量加速攀升,装机量加速攀升,STS 8300 市场开拓顺利,公司业绩高速增长市场开拓顺利,公司业绩高速增长。公司自 2009 年开始销售 STS 8200 系列,十多年来,公司不断增加测试板卡、提升测试能力、扩大测试覆盖范围,除了经典的模拟大类外,新增了包括 IGBT、第三代化合物半导体、大功率模块的测试。STS 8200 系列迭代至今已经非常成熟,2021 年出货量加速攀升,我们估算超 1300 台,未来有望

70、实现稳定增长。STS 8300 是公司首个用于 SoC 测试的平台,主要面向 PMIC 和功率类 SoC,一颗典型的 PMIC 芯片,包含了 MCU/ARM 内核、通讯接口、AD/DA 部分以及功率控制和输出等部分,STS 8300针对这类芯片提供了很好的解决方案。2021 年 STS 8300 顺利打开市场,出货量超 100 台,未来将成为公司另一主力机型。产品持续放量带动公司 2021 年业绩高速增长 121%,达到 8.78 亿元,创下历史新高。图图 39:公司产品出货量加速攀升(台)公司产品出货量加速攀升(台)图图 40:营业收入高速增长(亿元、营业收入高速增长(亿元、%)资料来源:公

71、司招股说明书、年报、招商证券预测 资料来源:Teradyne estimates、招商证券 在手订单充足,在手订单充足,2022 年将继续受益下游扩产带来的测试需求年将继续受益下游扩产带来的测试需求。合同负债和发出商品是营收的确定性先行指标,一定程度上表现了公司目前在手订单情况。截至 2021 年末,公司合同负债达 1.29 亿元,同比+220.7%,发出商品达 0.88亿元,同比+190.6%,说明公司在手订单仍然饱满。加上公司已经突破产地对产能的限制,产能具有较大弹性,预计今年将继续受益下游扩产以及进口替代趋势。夯实国内领先地位,积极开拓海外市场。夯实国内领先地位,积极开拓海外市场。公司凭

72、借标准化、定制化的产品和专业高效的售后服务,提高客户留存率。05000250020019e2020e2021e2022e2023eSTS 8200STS 83000%20%40%60%80%100%120%140%024680021营业收入同比增速 28 目前公司为国内前三大半导体封测厂商模拟混合测试领域的主力测试设备供应商;同时对国内的设计公司长期保持全覆盖,从而在未来长期的竞争中保持领先地位;国内的 IDM 企业较少,均已成为公司客户,如华润微、士兰微等。同时公司积极开拓海外市场,2021 年成立了东南

73、亚全资公司,加大了对东南亚和国际市场的产品推广能力。目前公司已经进入国际封测市场供应商体系,供货日月光、台积电等国际一线半导体制造企业,是国内极少数实现海外销售的半导体检测设备企业;同时跟国外的设计公司长期保持良好的沟通,拓展了部分客户;国外的 IDM 厂商长期以来被泰瑞达、爱德万和其他测试设备公司所覆盖,公司仍需要持续开拓。根据我们在 2.2 部分的测算,2022 年全球模拟测试机市场规模约 5.1 亿美元,约为中国大陆(1.2 亿美元)的 4 倍,进入海外市场利于公司打开更大的市场空间。图图 41:公司合同负债、发出商品高速增长(亿元、公司合同负债、发出商品高速增长(亿元、%)图图 42:

74、公司全球销售服务网络公司全球销售服务网络 资料来源:公司招股说明书、年报、招商证券预测 资料来源:公司官网、招商证券 3、毛利率业内第一,规模效应持续提高盈利能力毛利率业内第一,规模效应持续提高盈利能力 公司毛利率长期维持公司毛利率长期维持 80%左右,居业内第一。左右,居业内第一。与国内同行相比,华峰测控毛利率更高的原因是:(1)与同在模拟测试领域的长川科技相比,公司产品性能更好,能够满足更复杂的测试需求,获得更高的溢价。以长川科技的 CAT 8200和华峰测控的 STS 8200 为例,二者是同一时期的产品,STS 8200 能够满足 16 工位测试,模块涵盖高压 V/I 源、全浮动 V/

75、I 源等,而 CAT 8200 满足 4 工位测试,模块涵盖各类基本功能,全浮动 V/I 源推出时间较 STS 8200 晚了三年左右。(2)与联动科技相比,联动科技的测试系统以分立器件测试系统为主,平均价格低于华峰测控,模拟及数模混合测试系统销售规模尚小,规模效应不突出,因此毛利率相对较低。与海外龙头泰瑞达、爱德万相比,华峰测控毛利率更高的主要原因是经营成本更低。泰瑞达和爱德万均将主要的生产、加工与组装环节外包给专业代工厂,对于部分高端设备,泰瑞达和爱德万会在美国或日本本土生产部分零件再运送至东亚地区的代工厂,推高了其产品成本。除测试系统外,泰瑞达主要产品还包括国防航空存储测试系统、无线测试

76、系统以及协作机器人业务,爱德万还覆盖分选机等领域及其他新兴业务与服务领域,对整体毛利率有一定影响。期间费用率持续下降,规模效应提高净利率。期间费用率持续下降,规模效应提高净利率。公司三费把控合理,销售费用率从 2016 年的 17.87%下降 9.16pct 至2021 的 8.7%;管理费用率较稳定,2020 年小幅提升主要原因为员工股权激励,2021 年随着营收规模扩大,管理费用率降至 6.3%;公司现金充足,利息收入连续 4 年超过支出,整体财务压力较低。得益于显著的规模效应,公司近两年净利率均达到约 50%的高位。0%50%100%150%200%250%300%0.00.20.40.

77、60.81.01.21.42001920202021合同负债发出商品合同负债增速发出商品增速 29 图图 43:国内外主要国内外主要 ATE 厂商毛利率对比厂商毛利率对比 图图 44:公司期间费用率持续下降公司期间费用率持续下降 资料来源:公司年报、招商证券 资料来源:公司年报、招商证券 4、资金实力雄厚,高研发高回报实现强者愈强资金实力雄厚,高研发高回报实现强者愈强 持续不断的研发是半导体设备企业发展的内生动力。持续不断的研发是半导体设备企业发展的内生动力。无论行业处于上行周期还是下行周期,泰瑞达与爱德万都保持高额研发投入,拉开与其他企业的技术差距,提高产品附加值,紧跟

78、下游半导体产品的更新迭代趋势,从而在行业上行周期来临时获得更多溢价和市场份额。更多溢价带来更多的现金收入,反过来又能够支撑行业景气度下行阶段的高研发投入,形成正向循环,不断强化竞争力。公司持续加大研发投入,有望实现强者愈强。公司持续加大研发投入,有望实现强者愈强。公司始终坚持从系统方案到测试模块设计再到测试线路等环节的自主研发,凭借多年的研发投入在模拟测试领域取得领先地位,STS 8200 系列在本轮行业上行周期中市占率大幅提升,成为贡献营收的主力。营收快速上涨带来了更多现金流,2021 年现金及现金等价物余额同比大幅增长 159.1%至 10 亿元,现金余额占营收比重首次超过 100%,达到

79、 114%。因此公司有足够的资金持续增加研发支出,研发费用从 2016年的 0.16 亿元增长至 2021 年的 0.94 亿元,研发成果体现为 STS 8300 的全部板卡开发工作以及下一代产品的系统平台搭建工作基本完成,进一步强化公司的技术实力。未来 STS 8300 及其下一代产品有望接力 STS 8200 带来高回报,继续支撑公司加大研发投入,形成强者愈强的正向循环。充足的现金流充足的现金流使得公司具备成为并购主导者的资金实力。使得公司具备成为并购主导者的资金实力。类似 20 世纪 90 年代之前的美日韩国家,在半导体产业快速发展的大背景之下,近几年国内涌现出了很多 ATE 厂家,产品

80、应用领域不尽相同。并购是龙头企业拓宽产品线、全面布局的必经之路,我们认为未来我国 ATE 行业也会出现并购浪潮,主导者将胜出。华峰测控具备成为主导者的资金实力,正在积极进行产业链布局,已经陆续实施了几项小规模的对外投资,未来将持续推动投资并购事项,有望实现“1+12”。图图 45:公司研发费用持公司研发费用持续增长(亿元、续增长(亿元、%)图图 46:公司现金充沛(亿元、公司现金充沛(亿元、%)资料来源:Wind、招商证券 资料来源:Wind、招商证券 0%20%40%60%80%100%2001920202021华峰测控长川科技-ATE联动科技-ATE泰瑞达-综合爱德万-综合-10%0%10%20%30%40%50%60%2001920202021净利率管理费用率销售费用率财务费用率14.5%12.0%11.2%12.8%14.9%10.7%0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%0.00.20.40.60.81.02001920202021研发费用同比增速研发费用率47.5%43.1%51.2%89.4%97.2%114.0%0%50%100%150%200%02468720021现金及现金等价物余额同比增速占营业收入比重

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