半导体芯片测试设备产业发展行动计划

半导体芯片测试设备产业发展行动计划

聚焦国家重大战略任务部署基础研究。面向国家重大需求、面向国民经济主战场，针对事关国计民生、产业核心竞争力的重大战略任务，凝练现代农业、人口健康、资源环境和生态保护、产业转型升级、节能环保和新能源、新型城镇化等领域的关键科学问题，促进基础研究与经济社会发展需求紧密结合，为创新驱动发展提供源头供给。发展先进高效生物技术瞄准世界科技前沿，抢抓生物技术与各领域融合发展的战略机遇，坚持超前部署和创新引领，以生物技术创新带动生命健康、生物制造、生物能源等创新发展，加快推进我国从生物技术大国到生物技术强国的转变。重点部署前沿共性生物技术、新型生物医药、绿色生物制造技术、先进生物医用材料、生物资源利用、生物安全保障、生命科学仪器设备研发等任务，加快合成生物技术、生物大数据、再生医学、3D生物打印等引领性技术的创新突破和应用发展，提高生物技术原创水平，力争在若干领域取得集成性突破，推动技术转化应用并服务于国家经济社会发展，大幅提高生物经济国际竞争力。集成电路封测行业下游行业发展趋势（一）集成电路封测行业下游客户投产力度加大2007年以来，随着国内测试厂在全球市场占有率不断提高，其资本支出也不断增加。由于半导体行业景气周期因素，经历2018-2019年全球封测行业资本开支放缓之后，封测行业2020年资本开支逐步回升。公司主要客户中，长电科技、通富微电均通过非公开发行股票融资扩产。知名封测企业晶方科技、华天科技也通过非公开发行股票方式扩充产能。其中，长电科技2021年4月通过非公开发行股票，募集资金约50亿元，投资于年产36亿颗高密度集成电路及系统级封装模块项目和年产100亿块通信用高密度混合集成电路及模块封装项目；通富微电2021年9月公告非公开发行股票预案，拟募集资金约55亿元，用于建设存储器芯片封装测试生产线建设项目、高性能计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等项目；晶方科技2021年1月通过非公开发行股票募集资金超过10亿元，用于新建集成电路12英寸TSV及异质集成智能传感器模块项目；华天科技2021年9月通过非公开发行股票募集资金约51亿元，用于建设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。测试分选机产品属于下游封测厂的资本性支出，因此订单量会根据客户产能扩产和资本支出周期而变化。半导体企业的资本支出，尤其是国内大型封测企业不断加码的投产力度将进一步扩大测试分选设备行业的市场规模。（二）集成电路封测行业需求发展迅速集成电路测试分选设备主要面向封测企业、测试代工厂、IDM企业及芯片设计公司，它是提供芯片筛选、分类功能的后道测试设备。测试分选机负责将经封装后的芯片按照系统设计的取放方式运输到测试工位完成电路压测，在此步骤内测试分选机依据测试结果对芯片进行取放和分类。因此，封测行业的规模越大，对于测试分选机需求越大。近年来，我国集成电路封测行业市场规模不断扩大，2020年中国大陆集成电路封测行业销售规模为2，509．50亿元，同比2019年增长6．80%，2010-2020年我国集成电路封测行业销售规模年复合增长率达14．79%，2021年中国大陆集成电路封测行业销售规模为2，763．00亿元，同比增长10．10%。集成电路封测行业发展迅速，将由制造业向设备业传导，对于测试分选机的需求也不断上升，测试分选机行业有望维持高景气度。（三）集成电路封测芯片技术向复杂化与精细化发展测试分选机设备直接应用在封装测试当中，因此设备需求量和行业景气度息息相关。除了当前消费电子等，未来人工智能（AI）、5G移动通信、无人驾驶、物联网（IoT）等新型行业应用的发展，将人类社会推向真正的智能化世界，这将对半导体行业带来前所未有的新空间，包括测试分选机在内的半导体设备产业也有望迎来新一轮的景气周期。其次，新型行业芯片的超复杂化与精细化需求将对半导体测试设备有更高的要求。半导体检测是保证产品良率和成本管理的重要环节，随着半导体制造工艺要求的提升，检测环节在半导体制造过程中的地位不断提升，将进一步刺激下游封装测试行业对测试分选机等测试设备和先进技术应用的进一步需求。发展智能绿色服务制造技术围绕建设制造强国，大力推进制造业向智能化、绿色化、服务化方向发展。发展网络协同制造技术，重点研究基于互联网+的创新设计、基于物联网的智能工厂、制造资源集成管控、全生命周期制造服务等关键技术；发展绿色制造技术与产品，重点研究再设计、再制造与再资源化等关键技术，推动制造业生产模式和产业形态创新。发展机器人、智能感知、智能控制、微纳制造、复杂制造系统等关键技术，开发重大智能成套装备、光电子制造装备、智能机器人、增材制造、激光制造等关键装备与工艺，推进制造业智能化发展。开展设计技术、可靠性技术、制造工艺、关键基础件、工业传感器、智能仪器仪表、基础数据库、工业试验平台等制造基础共性技术研发，提升制造基础能力。推动制造业信息化服务增效，加强制造装备及产品数控一代创新应用示范，提高制造业信息化和自动化水平，支撑传统制造业转型升级。发展新材料技术围绕重点基础产业、战略性新兴产业和国防建设对新材料的重大需求，加快新材料技术突破和应用。发展先进结构材料技术，重点是高温合金、高品质特殊钢、先进轻合金、特种工程塑料、高性能纤维及复合材料、特种玻璃与陶瓷等技术及应用。发展先进功能材料技术，重点是第三代半导体材料、纳米材料、新能源材料、印刷显示与激光显示材料、智能/仿生/超材料、高温超导材料、稀土新材料、膜分离材料、新型生物医用材料、生态环境材料等技术及应用。发展变革性的材料研发与绿色制造新技术，重点是材料基因工程关键技术与支撑平台，短流程、近终形、高能效、低排放为特征的材料绿色制造技术及工程应用。集成电路行业未来发展趋势（一）集成电路产业模式发展更具精细化根据是否自建晶圆生产线、封装测试生产线，集成电路行业的经营模式主要包括IDM模式、Fabless模式、Foundry模式、OSAT模式。IDM模式指垂直整合模式，该模式集芯片设计、制造、封测于一体，有利于设计、制造等环节协同效应从而发掘技术潜力，是早期多数集成电路企业采用的模式。但由于规模庞大，管理成本较高，目前仅有极少数企业能够维持良好的运营。Fabless模式指无晶圆厂模式，是另一个直接面对市场的模式，代指无生产线设计企业。该模式下的企业主要从事芯片的设计和销售，将晶圆制造、封装测试环节通过委外完成。因此，初始投资规模较小，创业难度较低，转型相对灵活从而受到大多企业的青睐，但相比IDM模式，Fabless模式无法与下游生产制造、封装测试进行工艺协同优化。Foundry模式指晶圆制造模式，该模式下的企业专门负责芯片的生产和制造。OSAT模式指封装测试模式，该模式下的企业主要从事芯片的封装和测试，Foundry模式和OSAT模式下的企业本身不涉及芯片的设计，主要为Fabless企业提供芯片的生产、制造、封装和测试服务。（二）集成电路产业链协同效应构筑行业新壁垒随着集成电路产业进一步精细化分工，在Fabless模式下，半导体测试系统企业需要与集成电路设计企业、晶圆制造企业、封装测试企业等建立稳定紧密的合作关系，头部企业通过整合集成电路产业链的协同效应构筑行业壁垒。为确保检验质量、效率和稳定性，半导体测试系统企业需要与集成电路设计企业、晶圆制造企业、封装测试企业经过长时间的协作、磨合，提供符合客户使用习惯和生产标准的定制化测试程序开发。随着半导体测试系统装机量的上升，能够促进产品的双向推广。以公司的产品为例：一方面，当下游大部分封装测试企业客户使用同一款测试分选机时，为保证量产时芯片质量的可控性，芯片设计企业会优先使用同类测试分选机；另一方面，为了更好地符合芯片设计企业的精度要求，芯片设计企业使用的测试分选机也会成为封装测试企业的首选。半导体测试系统企业在整个产业上的协同能力需要一个持续积累的过程，对于新进入者而言，市场先入者已建立并稳定运营的产业生态链将构成其进入本行业的一大壁垒。（三）测试任务的复杂性对分选机设备提出更高要求在设计验证环节和成品检测环节，测试机和分选机需配合使用。当前，测试机行业面临的测试任务日益复杂，测试机的测试能力和配置需求都在提高。随着芯片集成度越来越高，市场需求的芯片体积趋小，测试时间增长，测试机企业越来越多地采用多工位并测的方案来节省测试时间，推出测试覆盖面更广、资源更多的测试设备，不断提高测试系统的可靠性和稳定性，以降低客户平均到每颗器件的测试成本，测试产品技术发展趋势主要包括：A．并行测试数量和测试速度的要求不断提升；B．功能模块需求增加；C．对测试精度的要求提升；D．要求使用通用化软件开发平台；E．对数据分析能力提升。这对与测试机共同配套使用的分选设备也提出了相应的要求。（四）测试分选机设备的高速率、稳定性强、柔性化及多功能的发展趋势测试分选机的单位产能低和换测时间长意味着相同时间内测试芯片数量较少，影响测试效率；同时，测试分选机大批量进行自动化作业时对系统稳定性提出更高要求，要求较低的故障停机率；封装形式的多样性又要求测试分选机具备在不同的封装形式下快速切换的能力，即柔性化生产能力。并且，随着产品测试性能的多样化，需要测试分选机配合提供多种温度环境、静电环境、视觉定位等多样性功能。由于芯片的用途极其广泛，性能要求及技术参数等差异较大，各类性能、用途的芯片大量并存并应用，这也决定了不同的芯片产线需配置相匹配的、技术等级及性价比相当的半导体设备。即使在同一产线上，复杂程度不同的工艺环节也是根据其实际需要搭配使用各类技术等级的设备。因此，高、中、低各类技术等级的生产设备均有其对应市场空间，并存发展。加强基础研究协同保障完善基础研究投入机制，提高基础研究占全社会研发投入比例，充分发挥国家对基础研究投入的主体作用，加大财政对基础研究的支持力度，加大对基础学科、基础研究基地和基础科学重大设施的稳定支持。强化政策环境、体制机制、科研布局、评价导向等方面的系统设计，多措并举支持基础研究。积极引导和鼓励地方企业和社会力量加大对基础研究的投入，形成全社会重视和支持基础研究的合力。加强顶层设计和整体布局，完善国家基础研究管理部门之间的沟通协调机制，按照新的国家科技计划体系对基础研究工作进行系统性部署和支持。发挥国家自然科学基金支持源头创新的重要作用，充分尊重科学家的学术敏感，包容和支持非共识研究，构建宽松包容的学术环境。国家重点研发计划以及基地和人才专项加强支持开展目标导向类基础研究和协同创新，建立按照国家目标凝练基础研究重点任务的有效机制，进行长期稳定支持。推进科教融合发展，结合国际一流科研机构、世界一流大学和一流学科建设，支持高等学校与科研机构自主布局基础研究，扩大高等学校与科研机构学术自主权和个人科研选题选择权，支持一批高水平大学和科研院所组建跨学科、综合交叉的科研团队，促进高等学校和科研院所全面参与基础研究，推进基础研究全面、协调、可持续发展。改善学术环境，建立符合基础研究特点和规律的评价机制。自由探索类基础研究采用长周期评价机制，实行国际同行评估，主要评价研究的原创性和学术贡献；目标导向类基础研究强调目标实现程度，主要评价解决重大科学问题的效能；确立以创新质量和学术贡献为核心的评价导向。发展清洁高效能源技术大力发展清洁低碳、安全高效的现代能源技术，支撑能源结构优化调整和温室气体减排，保障能源安全，推进能源革命。发展煤炭清洁高效利用和新型节能技术，重点加强煤炭高效发电、煤炭清洁转化、燃煤二氧化碳捕集利用封存、余热余压深度回收利用、浅层低温地能开发利用、新型节能电机、城镇节能系统化集成、工业过程节能、能源梯级利用、互联网+节能、大型数据中心节能等技术研发及应用。发展可再生能源大规模开发利用技术，重点加强高效低成本太阳能电池、光热发电、太阳能供热制冷、大型先进风电机组、海上风电建设与运维、生物质发电供气供热及液体燃料等技术研发及应用。发展智能电网技术，重点加强特高压输电、柔性输电、大规模可再生能源并网与消纳、电网与用户互动、分布式能源以及能源互联网和大容量储能、能源微网等技术研发及应用。稳步发展核能与核安全技术及其应用，重点是核电站安全运行、大型先进压水堆、超高温气冷堆、先进快堆、小型核反应堆和后处理等技术研发及应用。实施科技冬奥行动计划，为奥运专区及周边提供零碳/低碳、经济智慧的能源解决方案。集成电路专用设备行业专用设备制造业是集成电路的基础产业和重要支撑，是完成晶圆制造和封装测试环节的基础，是实现集成电路