机械设备：国产替代下研发端芯片检测需求探讨（附报告）

芯片检测介绍

芯片检测的含义：在芯片制造过程中，检测厂商通过专业的仪器对生产中的芯片半成品进行测试，以此提升良品率的环节。每一颗进入市场的芯片，都必须经过测试才能够最终上市，因此芯片测试环节实际有着较大的市场需求。

按照制造流程划分，芯片测试可以分为晶圆测试（简称中测）和成品测试（简称成测）两种，它们的诉求都是确保终端产品良品率的提升，从而实现控制成本的目的。

中测是指在晶圆制造完成后，检测厂商对晶圆上每一个芯片进行电性能力和电路机能的测试，确保晶圆能够实现芯片的电路功能；中测是晶圆被送至封装工厂之前的最后一步工序，直接决定了封装原材料的质量。成测则是芯片封装后的最终检测，基于芯片种类的差异，芯片封装流程中的测试节点也不尽相同，测试方案与测试程序也都有所差异，因此成测更偏向于为客户提供定制化的服务，其产业附加值高于中测。

根据测试设备的技术参数，芯片测试又可以分为高端测试平台和中端测试平台：根据芯锂话公众号，高端测试平台必须具备测试频率高于100MHz且通道数大于512PIN；低于上述要求的设备都被归结为中端测试平台。高端测试平台主要应用于SoC、FPGA、AI等芯片的测试，投资金额较高，国内市场存量有限，具备一定的竞争护城河；而中端测试平台则主要应用于常规模拟芯片，虽然技术难度不高，但测试流量很大。从总体来看，芯片检测正逐渐向高端化发展，这或将成为芯片检测企业未来新的增长点。

IC设计行业景气度高，芯片检测业务有望迎来突破

我国IC设计行业持续高速发展，是未来芯片检测需求高景气的基础：芯片检测业务上游为IC设计行业，根据中国半导体行业协会的数据，近年来中国IC设计行业始终保持着高速的增长；2016-2020期间，IC设计行业产值由1518.5亿增长至3819.4亿，复合增长率达到25.93%；2021Q1我国IC设计行业实现产值717.7亿，同比增长24.95%，继续维持着高速增长的态势；未来随着IC设计行业的不断发展，芯片检测的需求也有望持续位于高景气通道。

集成电路验证分析服务需求放量，带动芯片检测行业发展：集成电路领域主要包括失效分析、晶圆材料分析、可靠度验证等板块业务，覆盖汽车电子、5G移动通讯、AI人工智能、光电产业、MEMS/传感器等下游领域，皆为快速发展的新兴行业，这些行业的快速发展有望在未来带来大量第三方芯片检测的需求。

失效分析：利用电学、物理和化学等各种分析技术和手段，分析产品失效机理和原因的过程；在查找产品各环节中的故障或失效的根本原因中起到了关键作用，是改进和提高产品可靠性最有效的手段之一；失效分析是确定芯片失效机理的必要手段。

主要分析对象：电阻器、电容器、电感器、连接器等元件；二极管、MOS、可控硅、IGBT等半导体分立器件；各种规模、各种封装形式的集成电路；电源模块、光电模块等各种模块；射频、微波器件等。

晶圆材料分析：微观尺寸的材料成份、特性与结构往往主宰着巨观世界里的物质特性，因此在新技术开发阶段或是失效分析领域中材料分析皆扮演着重要的地位。

芯片制造商依靠图形化晶圆检测、缺陷分类和审查、量测和统计分析来设计制造工艺，并确保工艺和设备在整个制造过程中遵循工艺窗口参数。随着工艺技术变得更加复杂，业内采用海量数据收集、统计技术和机器学习技术来提高配方和芯片的性能和良率，这就需要广泛收集并运用数据。

图形化晶圆检测技术可高速扫描晶圆，以识别潜在的污染、图形缺陷和其他可能影响成品颗粒功能和性能的状况。电子束检查可显现出潜在的缺陷并将其特征化。从量测获得的数据可确保器件和结构保持精确的物理尺寸和电气特性。

可靠度验证：可靠性是以量化数据做为产品质量保证之依据，藉由实验仿真，产品于既定时间内、特定使用环境条件，执行特定规格功能，成功完成工作目标的机率，以量化数据作为产品质量保证的依据。可靠性试验是指通过试验测定和验证产品的可靠性，研究在有限的样本、时间和使用费用下，找出产品薄弱环节。

加速测试：大多数半导体器件的寿命在正常使用下可超过很多年，通过增加施加的应力可增强或加快潜在的故障机制，帮助找出根本原因，并帮助TI采取措施防止故障模式。常见的一些加速因子为温度、湿度、电压和电流。在大多数情况下，加速测试不改变故障的物理特性，但会改变观察时间；加速条件和正常使用条件之间的变化称为“降额”。高加速测试是基于JEDEC的资质认证测试的关键部分，以下测试反映了基于JEDEC规范JEP47的高加速条件，如果产品通过这些测试，则表示器件能用于大多数使用情况。