半导体测试机：解锁芯片“体检神器”的行业密码

  

  半导体测试机，作为半导体产业链中至关重要的一环，是用于检测芯片功能和性能的专用设备。它就像是芯片的 “质检员”，对芯片施加输入信号，采集被检测芯片的输出信号，并与预期值作比较，以此来判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性 。

  在整个半导体制造流程中，从集成电路的设计验证，到晶圆制作的完整过程中的检测，再到封装完成后的成品测试，半导体测试机都扮演着不可或缺的角色。在设计验证环节，它帮助设计企业检验晶圆样品和封装样品等成品是不是满足设计要求；在晶圆制造阶段，通过对晶圆进行仔细的检测并输出晶圆 Map 图，能及时有效地发现问题，节省后续封装成本；而在封装测试环节，更是要依靠它来最终验证产品性能是否达标，只有通过测试的芯片才能够进入市场，应用到各种电子设备当中。毫不夸张地说，半导体测试机对于保障芯片的质量和性能，提高半导体产业的生产效率和经济的效果与利益有着举足轻重的作用。

  全球半导体测试机市场呈现出高度集中的态势，市场规模持续增长。据VMResearch的统计及预测，2024 年全球半导体测试机市场销售额达到了 60.53 亿美元 ，预计 2031 年将达到 99.3 亿美元，年复合增长率（CAGR）为 6.4%（2025-2031）。在这个庞大的市场中，美国泰瑞达（Teradyne）和日本爱德万（Advantest）堪称行业巨擘，二者凭借深厚的技术积累、广泛的客户基础和强大的品牌影响力，占据了全球近半数的市场份额。

  泰瑞达成立于 1960 年，是全球最大的自动测试设备供应商之一，产品涵盖了半导体测试机、电子制造服务等多个领域，其测试机大范围的应用于计算机、通信、汽车电子等众多行业，能够为不一样的客户提供全面的测试解决方案 。爱德万同样历史悠远长久，专注于半导体测试设备的研发与生产，尤其在 SoC 测试机领域具有一马当先的优势，是英伟达高端 GPU 测试设备的主要供应商，随着 AI 芯片需求的爆发，爱德万的市场占有率逐步扩大，2023 年其市占率约达 50% 。除了这两大巨头，科休（Cohu）等企业也在全球市场中占据一定份额，共同构成了当前全球半导体测试机市场的竞争格局。

  中国半导体测试机市场近年来发展迅猛，规模持续扩张。2024 年中国半导体自动化测试设备（ATE）市场预计为 16.3 亿美元 ，预计到 2030 年将增长至 27.7 亿美元，2024-2030 期间年复合增长率为 9.19%，增速明显高于全球中等水准。这一迅速增加得益于多方面因素。从政策层面来看，国家格外的重视半导体产业的发展，出台了一系列扶持政策，如《国家集成电路产业高质量发展推进纲要》等，为半导体测试机行业提供了良好的政策环境，在资金、税收、研发技术等方面给予全力支持 。产业转移的浪潮也为中国市场带来了机遇，全球半导体产业链加速向国内转移，众多国际半导体企业在中国投资建厂，使得国内对半导体测试机的需求大幅增加。

  在国内市场加快速度进行发展的过程中，本土企业表现亮眼，取得了显著的发展成果。华峰测控在模拟 / 数模混合测试机领域深耕细作，技术实力丰沛雄厚，产品性能达到国际领先水平，市场占有率持续提升，成为了国内模拟测试机领域的领军企业 。长川科技不断加大研发投入，积极拓展产品线，在探针台、高端测试机等产品领域取得突破，成功进入中高端市场，产品不仅在国内得到普遍应用，还逐步向海外市场渗透 。尽管本土公司发展迅速，但与国际巨头相比，在技术水平、产品品种类型和市场占有率等方面仍存在一定差距，不过随技术的慢慢的提升和市场的持续开拓，国产半导体测试机的市场占有率有望逐步提升，在全球市场之间的竞争中崭露头角。

  从全球范围来看，半导体测试机市场规模呈现出稳步上升的态势。2024 年全球半导体测试机市场销售额达到了 60.53 亿美元 ，预计在 2025-2031 年期间，年复合增长率（CAGR）将保持在 6.4%，到 2031 年市场销售额有望达到 99.3 亿美元。这一增长趋势背后是半导体行业的持续扩张和技术一直在升级所带来的对测试机需求的增加。在 2024 年上半年，全球半导体产业下游景气度呈现边际复苏的趋势，半导体测试机市场也随之受益，特别是在半导体封装和测试设备领域，虽然整体需求恢复较为缓慢，但已然浮现了弱复苏的迹象 。

  中国半导体测试机市场在全球市场中占据着主体地位，且增长势头强劲。2024 年中国半导体自动化测试设备（ATE）市场预计为 16.3 亿美元 ，预计到 2030 年将增长至 27.7 亿美元，2024-2030 期间年复合增长率高达 9.19%，远超全球平均增速。从 2019 - 2023 年，中国大陆半导体测试设备销售规模从 10.8 亿美元上升至 21.53 亿美元，除 2022 年因特殊市场环境发生下滑外，其余年度均实现了正向增长 。这一迅速增加与中国半导体产业的蓬勃发展紧密相关，作为全球最大半导体终端产品消费市场，国际产能不断向中国转移，众多半导体企业在中国投资建厂，极大地刺激了对半导体测试机的需求 。

  技术进步是推动半导体测试机市场规模增长的重要的条件之一。随着 5G、AI、物联网等新兴技术的迅猛发展，半导体芯片的应用场景不断拓展，对芯片的性能和功能提出了更加高的要求。为了确认和保证芯片在复杂应用环境下的可靠性和稳定能力，半导体测试机要一直升级技术，以满足日益严格的测试标准。在 5G 通信领域，5G 芯片的高速率、低延迟等特性要求测试机具备更高速的数据传输和处理能力，能够对芯片的射频性能、信号完整性等进行精准测试 。AI 芯片的发展也对测试机提出了新挑战，需要测试机能够模拟复杂的 AI 运算场景，对芯片的算力、能效比等指标进行有效测试 。

  下游应用领域的扩展也为半导体测试机市场带来了广阔的增长空间。半导体芯片广泛应用于汽车电子、消费电子、通信等众多领域。在汽车电子领域，随着新能源汽车和智能网联汽车的快速发展，汽车对半导体芯片的依赖程度越来越高，从动力系统的控制芯片，到自动驾驶的感知与决策芯片，再到车联网的通信芯片，都需要经过严格的测试。新能源汽车的电池管理系统芯片，需要测试机对其电压监测、电流控制、温度保护等功能进行全面检测，以确保电池的安全稳定运行 。消费电子领域的持续创新，如智能手机的多功能化、可穿戴设备的普及，也使得对半导体测试机的需求不断攀升 。

  半导体产业自身的发展同样是市场规模增长的重要驱动力。全球范围内的晶圆厂扩产潮，增加了对半导体测试机的采购需求。芯片技术的升级，使得芯片的制程工艺不断缩小，结构更加复杂，这就需要更为先进的测试机来保证芯片的良率和性能。当芯片制程从 14nm 向 7nm 甚至更先进的制程迈进时，芯片内部的电路密度大幅增加，对测试机的精度、分辨率和测试速度都提出了更高要求，促使半导体测试机市场不断发展壮大 。

  在半导体测试机领域，智能化与自动化技术正掀起一场变革。随着芯片制造技术的不断进步，芯片的复杂度和集成度日益提高，传统的测试方式在效率和准确性上愈发显得力不从心 。而智能化和自动化技术的应用，为解决这些问题提供了有效途径。

  自动测试程序生成技术便是其中的典型代表。以往，测试工程师需要花费大量时间和精力手动编写测试程序，不仅效率低下，还容易出现人为错误。如今，借助先进的算法和机器学习技术，自动测试程序生成系统能够根据芯片的设计规格和功能要求，自动生成全面且优化的测试程序。通过对大量历史测试数据的学习和分析，系统可以智能地选择最适合的测试向量和测试条件，大大缩短了测试程序的开发周期，提高了测试效率 。

  故障诊断技术在智能化的加持下也有了质的飞跃。传统的故障诊断主要依赖工程师的经验和简单的检测工具，难以快速准确地定位复杂芯片中的故障。现在，基于人工智能和大数据分析的故障诊断系统，能够实时监测测试过程中的各种数据，通过建立故障模型和模式识别算法，快速准确地判断芯片是否存在故障以及故障的类型和位置 。当测试机检测到芯片的某个参数异常时，故障诊断系统可以迅速分析相关数据，与预存的故障模式进行比对，从而精准定位故障点，为后续的修复和改进提供有力依据 。

  预测性维护也是智能化与自动化技术在半导体测试机中的重要应用。通过在测试机上安装各种传感器，实时采集设备的运行数据，如温度、振动、电压等，并运用数据分析和机器学习算法对这些数据进行深入分析，预测性维护系统可以设备可能出现的故障，在故障发生前及时进行维护和保养 。这样不仅可以避免因设备故障导致的测试中断，提高生产效率，还能降低设备的维修成本，延长设备的使用寿命 。某半导体制造企业引入预测性维护技术后，设备故障率降低了 30%，维修成本减少了 25%，生产效率得到了显著提升 。

  随着芯片复杂度的持续攀升，对半导体测试机精度和性能的要求也水涨船高。在先进制程工艺下，芯片的线宽不断缩小，集成的晶体管数量大幅增加，这使得芯片的性能和功能更加复杂多样，对测试机的测试精度、速度和分辨率提出了极为严苛的挑战 。

  为了满足这些要求，半导体测试机在技术上不断创新突破。在测试精度方面，新型的测试技术和算法不断涌现。一些高端测试机采用了高精度的模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC），能够实现对芯片电气参数的高精度测量 。通过优化信号调理电路和采用先进的校准技术，测试机可以有效减少测量误差，提高测试精度 。在测量芯片的微小电流时，新型测试机能够将测量精度控制在皮安级别，确保对芯片性能的准确评估 。

  测试速度的提升同样至关重要。为了实现更快的测试速度，测试机制造商不断优化硬件架构和测试算法。采用高速并行测试技术，测试机可以同时对多个芯片进行测试，大大缩短了测试时间 。利用先进的射频（RF）技术，测试机能够实现对高频芯片的快速测试，满足 5G、物联网等领域对高频芯片的测试需求 。在对 5G 基站芯片进行测试时，新一代测试机的测试速度相比以往提高了 50% 以上，有效提高了芯片的生产效率 。

  在分辨率方面，半导体测试机也在不断取得进步。高分辨率的测试机能够检测到芯片中更微小的缺陷和故障，确保芯片的质量和可靠性 。一些先进的测试机采用了亚微米级别的分辨率技术，可以对芯片上的微小电路结构进行精确检测，及时发现潜在的问题 。随着芯片制程工艺向 3nm、2nm 甚至更先进的方向发展，对测试机分辨率的要求还将进一步提高，促使测试机制造商持续投入研发，推动技术不断创新 。

  在半导体测试机领域，技术瓶颈是制约行业进一步发展的关键因素。随着半导体技术的不断进步，芯片的制程工艺越来越先进，集成度越来越高，这对半导体测试机的性能提出了前所未有的挑战 。

  测试速度是当前面临的一大难题。随着芯片复杂度的增加，测试项目和测试向量的数量大幅增长，导致测试时间显著延长 。以 AI 芯片为例，其管脚数众多，DFT（可测试性设计）向量规模庞大，使得测试时间相比传统芯片大幅增加，如 28nm 芯片测试可能仅需 10 秒，而 AI 芯片则可能需要 2 分钟以上 。这不仅降低了生产效率，还增加了测试成本。为了解决这一问题，研发人员致力于开发高速测试技术，如并行测试技术和多站点扩展技术。并行测试技术可以同时对多个芯片或多个测试项目进行测试，大大缩短了测试时间；多站点扩展技术则通过增加测试站点数量，提高了测试机的处理能力 。泰瑞达的 FLEX Test 策略，通过软件工具 PortBridge 实现早期调试，有效缩短了反馈周期，提高了测试效率 。

  功耗问题也不容忽视。随着芯片性能的提升，其功耗也在不断增加，这对半导体测试机的供电模块和散热系统提出了更高要求 。7nm 工艺芯片核心电压为 0.75V，5nm 降至 0.65V，但电流需求可达 500 - 600A 。测试机需要采用高功率密度电源板卡方案，以满足芯片的大电流需求，同时还需要优化散热系统，确保测试机在高温环境下稳定运行 。一些先进的测试机采用液冷技术，通过液体循环带走热量，有效解决了散热问题 。

  测试精度同样是技术瓶颈之一。在先进制程工艺下，芯片的电气参数对精度要求极高，微小的测量误差都可能导致测试结果不准确，从而影响芯片的质量和性能 。为了提高测试精度，测试机制造商不断研发新型的测试技术和算法，采用高精度的模拟数字转换器（ADC）和数字模拟转换器（DAC），优化信号调理电路和校准技术，以减少测量误差 。一些高端测试机能够将电流测量精度控制在皮安级别，电压测量精度控制在微伏级别，满足了先进芯片的测试需求。

  全球半导体测试机市场竞争异常激烈，国际巨头凭借其深厚的技术积累、强大的研发能力和广泛的客户基础，在市场中占据主导地位 。美国泰瑞达和日本爱德万作为行业领军企业，二者合计占据了全球近半数的市场份额 。它们在技术创新、产品性能和品牌影响力等方面具有明显优势，不断推出高性能、高可靠性的测试机产品，满足了全球各大半导体企业的需求 。泰瑞达拥有丰富的产品线，涵盖了多种类型的半导体测试机，其技术在行业内处于领先地位，能够为客户提供全方位的测试解决方案 ；爱德万在 SoC 测试机领域表现卓越，是英伟达高端 GPU 测试设备的主要供应商，随着 AI 芯片市场的快速发展，其市场份额进一步扩大 。

  本土企业在与国际巨头竞争时面临着巨大的压力。在技术层面，本土企业与国际巨头存在一定差距，尤其在高端测试机领域，核心技术和关键零部件仍依赖进口，这限制了本土企业产品性能的提升和市场拓展 。在市场份额方面，本土企业占比较小，国际巨头凭借品牌优势和长期积累的客户资源，牢牢占据着高端市场，本土企业难以与之抗衡 。长川科技等本土企业虽然在国内市场取得了一定的发展，但在国际市场上的影响力相对较弱 。

  为了提升竞争力，本土企业采取了一系列策略。加大研发投入是关键举措之一，本土企业不断增加在研发方面的资金和人力投入，加强与高校、科研机构的合作，共同开展关键技术研究，努力突破技术瓶颈 。华峰测控在模拟 / 数模混合测试机领域持续投入研发，不断提升产品性能，其技术实力已达到国际先进水平 。提高产品质量和服务水平也是重要策略，本土企业注重产品品质管控，优化生产流程，提高产品的稳定性和可靠性 。同时，加强售后服务团队建设，为客户提供及时、高效的技术支持和解决方案，增强客户满意度和忠诚度 。拓展市场渠道同样不可或缺，本土企业积极开拓国内市场，加强与国内半导体企业的合作，深度挖掘国内市场潜力 。一些企业还通过参加国际展会、开展国际合作等方式，逐步拓展海外市场，提升国际市场份额 。

  展望未来，半导体测试机行业前景一片光明。随着 5G、AI、物联网等新兴技术的持续发展，半导体芯片的市场需求将持续攀升，这无疑将带动半导体测试机市场规模的进一步扩大 。在 5G 通信领域，5G 基站建设的加速和 5G 终端设备的普及，需要大量高性能的 5G 芯片，从而增加了对半导体测试机的需求 。AI 技术的广泛应用，如智能语音识别、图像识别、自动驾驶等，对 AI 芯片的性能和可靠性提出了极高要求，促使半导体测试机一直在升级，以满足 AI 芯片的测试需求 。物联网的发展使得万物互联成为可能，各类智能设备如智能家居、智能穿戴设备等的大量涌现，也将推动半导体测试机市场的增长 。

  技术创新将成为行业发展的核心驱动力。半导体测试机将朝着更高精度、更高速度、更低功耗的方向发展，以适应不断进步的半导体技术 。智能化和自动化技术的深度融合，将进一步提高测试效率和准确性，降低人工成本 。随着量子计算、光电子等前沿技术的发展，未来可能会出现新型的半导体测试机，为行业发展带来新的机遇 。

  应用领域的拓展也将为半导体测试机行业开辟新的市场空间。除了传统的消费电子、通信、计算机等领域，半导体测试机在汽车电子、医疗电子、航空航天等领域的应用也将不断深化 。在汽车电子领域，新能源汽车和智能网联汽车的加快速度进行发展，使得汽车对半导体芯片的需求大幅增加，从电池管理系统到无人驾驶辅助系统，都离不开半导体测试机的检测。医疗电子领域对芯片的可靠性和安全性要求极高，半导体测试机在医疗设备芯片的测试中发挥着关键作用 。航空航天领域的特殊环境和严格要求，也促使半导体测试机不断提升性能，以满足航空航天芯片的测试需求 。

  本报告关注全球及中国市场半导体测试机的产能、产出、销量、销售额、价格以及发展前景。主要探讨全球和中国市场上主要竞争者的产品特性、规格、价格、销量、销售收益以及他们在全球和中国市场的占有率。历史数据覆盖2020至2024年，预测数据则涵盖2025至2031年。