半导体&电子测试测量,投稿:kangpc@instrument.com.cn
7月1日,苏州苏试试验集团股份有限公司发布“创业板向特定对象发行证券募集说明书(申报稿)”。募集说明书显示,苏试试验本次向特定对象发行股票募集资金总额不超过6亿元,主要用于扩建集成电路全产业链失效分析、宇航产品检测实验室、高端制造中小企业产品可靠性综合检测平台三个检测实验室。其中用于仪器设备购置和安装的投资金额预算近4亿元。
投募项目
苏试试验于2019年12月收购苏试宜特(上海)检测技术有限公司将公司可靠性试验服务的检测范围拓宽至集成电路领域,“面向集成电路全产业链的全方位可靠度验证与失效分析工程技术服务平台建设项目”的实施主体为发行人的全资子公司苏州苏试广博环境可靠性实验室有限公司。
随着半导体投资金额越来越巨大、对设计失误的容忍度几乎为 0,因此必须在芯片进入量产之前、量产中,需要进行严格的验证测试,主要包括功能测试和物理验证等,通常又称为实验室测试或特性测试,这部分通常由第三方检测实验室为芯片设计公司提供服务,具体服务范围涵盖晶圆制造、集成电路(IC)设计、集成电路封装、终端产品等等。
第三方半导体检测市场巨大
近年来,越来越多的集成电路设计、晶圆制造企业放弃测试环节的产能扩充,而将其测试需求委托给第三方集成电路测试企业,独立的第三方集成电路测试企业正逐步成为集成电路产业链中不可或缺的一部分:一方面,第三方测试企业可以减少测试设备的重复投资,通过规模效应降低测试费用,缩减产品生产成本;另一方面,专业化分工下的第三方测试企业能够更加快速地跟进集成电路测试技术的更新,及时为集成电路设计、晶圆制造及封装企业提供多样化的测试服务。
目前第三提供的检测服务通常包括可靠性分析(RA)、失效分析(FA)、晶圆材料分析(MA)、信号测试、芯片线路修改等,其中比较重要的包括可靠性分析、失效分析等。根据不同的分类标准,失效形式有多种类型,如根据电测结果,失效模式有开路、短路或漏电、参数漂移、功能失效等;根据失效原因可以分为电力过应、静电放电导致的失效、制造工艺不良导致的失效等。
根据中国赛宝实验室的数据,在分立器件使用过程中的失效模式,开路、参数漂移、壳体破碎、短路、漏气的占比分别约为35%、28%、17%、15%、4%,集成电路使用过程中的失效模式,短路、开路、功能失效、参数漂移占比分别约为38%、27%、 19%、10%。
失效分析主要为集成电路设计企业服务,而集成电路设计产业已成为引领中国半导体产业发展的重要环节。根据2019年中国半导体产业产值分布来看,IC设计业占比将达40.6%、IC制造占比约28.7%、IC封测占比约30.7%。
根据中国集成电路设计业2019年会上发布的数据,2015-2019年中国集成电路设计企业分别为736、1362、1380、1698、1780家,年均复合增速达到24.7%,未来随着国内半导体产业的不断崛起,预计国内半导体设计企业数量仍将保持较快速增长。2019年IC设计销售收入达到3084.9亿元,同比2018年的2576.9亿元增长19.7%,在全球集成电路设计市场的比重首次超过10%。
随着中国大陆半导体产业的迅猛发展,国内涌现出越来越多的上下游半导体企业,形成了一个强大的产业链,这些企业对实验室分析存在切实需求,但众多企业的需求量不足以投入百万或千万美元级的资金设立实验室和采购扫描电子显微镜等高端设备。另外,人员成本和技术门槛日益提高,在这种背景下第三方采购相关分析设备建立商业实验室应运而生。
根据苏试宜特的预测,国内半导体第三方实验室检测行业未来3-5年的市场规模将达到 50亿元人民币,同时加上工业用、车用、医疗、军工电子产业上游晶圆制造到中下游终端产品验证分析的需求,估计2030年市场至少达150-200亿。
相关仪器市场将爆发
随着第三方半导体检测机构的兴起,IC企业的研发门槛和成本将大幅度降低,整个集成电路市场将持续发展,第三方半导体检测机构将采购大量的相关仪器设备以应对日益增长的半导体检测需求。与此同时,芯片制造生产技术快速发展迭代,新的技术对检测仪器设备提出了多样化需求,第三方检测机构需要不断进行仪器设备的更新换代,这将进一步促成相关仪器市场爆发。
相关的检测项目如下:
广义检测 |
设计 |
前道:晶圆生产 |
中道:晶圆制造 |
后道:晶圆封测 |
||||||||
切 |
磨 |
抛 |
离子注入 |
扩散 |
镀膜 |
抛光 |
刻蚀 |
曝光 |
清洗 |
|||
第三方检测 |
验证测试(可靠性分析、失效分析、电性测试、电路修改) |
WAT测试 |
CP测试 |
|||||||||
缺陷检测 |
surface scan |
无图形缺陷检测 |
||||||||||
有图形缺陷检测 |
||||||||||||
review SEM |
||||||||||||
E-Beam |
||||||||||||
掩模版检测 |
||||||||||||
残留/沾污检测 |
||||||||||||
量测 |
wafer-sites |
膜厚 |
||||||||||
四探针电阻 |
||||||||||||
膜应力 |
||||||||||||
掺杂浓度 |
||||||||||||
关键尺寸 |
||||||||||||
套准精度 |
||||||||||||
几何尺寸测量 |
||||||||||||
测试 |
有效性验证:对晶圆样品、封装样品有效性验证 |
WAT测试:硅片完成所有制程工艺后的电性测试 |
功能和电参数性能测试:CP测试(封装前)、FT测试(封装后) |
本次苏试试验集成电路检测的采购清单如下:
序号 |
设备/软件名称 |
数量(台/套) |
总价(万元) |
1 |
聚焦离子束 |
1 |
1,400 |
2 |
双束聚焦离子束 |
1 |
1,100 |
3 |
穿透式电子显微镜 |
1 |
2,800 |
4 |
双束电浆离子束 |
1 |
1,500 |
5 |
X 射线光电子能谱 |
1 |
1,100 |
6 |
飞行时间二次离子质谱仪 |
1 |
1,100 |
7 |
俄歇电子能谱仪 |
1 |
770 |
8 |
傅立叶红外光谱仪 |
1 |
240 |
9 |
超声波扫描显微镜 |
2 |
460 |
10 |
超声波切割系统 |
1 |
200 |
11 |
扫描电子显微镜 |
2 |
1,600 |
12 |
粒子研磨系统 |
1 |
150 |
13 |
4 |
280 |
|
14 |
阻抗测试仪 |
1 |
150 |
15 |
奈米探针测试 |
1 |
1,200 |
16 |
1 |
280 |
|
17 |
3D 断层扫瞄 |
1 |
1,000 |
18 |
多管脚集成电路耐静电测试 |
2 |
2,600 |
19 |
集成电路耐静电测试 |
2 |
1,400 |
20 |
多管脚集成电路自身充放电测试 |
2 |
280 |
21 |
电压/电流检测仪 |
2 |
280 |
22 |
雷射打标机 |
1 |
20 |
23 |
离子蚀刻机 |
1 |
80 |
24 |
老化系统超大功率 |
2 |
1,680 |
25 |
老化系统中大功率 |
2 |
1,200 |
26 |
低温老化系统中大功率 |
1 |
320 |
27 |
老化系统多电源中大功率 |
2 |
400 |
28 |
高加速应力测试系统中小功耗 |
1 |
80 |
29 |
快速温变试验箱 |
2 |
140 |
30 |
导通电阻评估系统 |
1 |
50 |
31 |
老化系统中低功耗 |
1 |
300 |
32 |
潮湿敏感度模拟设备回流焊 |
1 |
40 |
33 |
高温反偏老练检测系统 |
2 |
60 |
34 |
高温反偏老练检测系统 |
2 |
50 |
35 |
高温高湿反偏老练检测系统 |
2 |
100 |
36 |
间隙寿命老练检测系统 |
2 |
160 |
37 |
高温反偏老练检测系统 |
1 |
20 |
38 |
分离器件综合老练检测系统 |
1 |
20 |
39 |
DC/DC 电源高温老练检测系统 |
1 |
50 |
40 |
三端稳压器高温老练检测系统 |
1 |
30 |
41 |
电容器高温电老练检测系统 |
1 |
25 |
42 |
集成电路高温动态老练检测系统 |
1 |
25 |
43 |
继电器都通测试仪 |
1 |
10 |
44 |
颗粒碰撞噪声检测仪 |
1 |
35 |
45 |
氦质谱检漏仪 |
1 |
50 |
46 |
氦气氟油加压检漏装置 |
1 |
90 |
47 |
数字电桥 |
1 |
2 |
48 |
绝缘电阻测试仪 |
1 |
2 |
49 |
漏电流测试仪 |
1 |
2 |
50 |
耐电压绝缘测试仪 |
1 |
2 |
51 |
温湿度偏压测试系统 |
2 |
100 |
52 |
高加速温湿度偏压测试系统 |
2 |
220 |
53 |
高低温实验/湿度循环/储存测试系统 |
3 |
240 |
54 |
液态高低温冲击测试系统 |
2 |
160 |
55 |
翘曲实验系统 |
1 |
260 |
56 |
物理尺寸量测设备 |
1 |
70 |
57 |
半导体分立器件测试系统(含自检模块) |
1 |
32 |
58 |
继电器综合参数测试仪 |
1 |
45 |
59 |
混合信号测试仪 |
1 |
120 |
60 |
超大规模集成电路测试系统 |
1 |
55 |
61 |
电源模块测试系统 |
1 |
50 |
62 |
Tester Handler |
1 |
134 |
63 |
数位模拟混合信号 IC 测试系统 |
1 |
50 |
64 |
大规模数字集成电路 ATE 测试机 |
1 |
400 |
65 |
冷却水塔 |
1 |
60 |
66 |
空压机 |
1 |
40 |
67 |
制水机 |
1 |
40 |
68 |
空调系统 |
1 |
200 |
69 |
环保设备 |
2 |
30 |
70 |
环保设备 |
1 |
20 |
71 |
设计软件 |
1 |
90 |
72 |
信息管理软件 |
1 |
90 |
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