手持模拟集成电路测试仪

近日集成电路（IC）ATE测试设备供应商「鹏武电子」宣布完成数千万人民币Pre-A轮融资，由同创伟业领投，金雨茂物、动平衡资本、中新资本联合跟投，本次融资由接力科创担任独家FA机构。本轮资金将主要用于公司P系列测试机的市场推广、新产品的研发，以及团队扩张。鹏武电子成立于2015年，立足于设计高性能、高质量、高性价比的ATE测试设备，帮助客户提高检测精度、保障产品质量、降低检测成本。目前，公司在上海、嘉兴、苏州等地均设有办公室。随着5G、人工智能（AI）、物联网（IoT）等领域应用的快速发展，芯片测试环节面临着更高要求。据相关数据，2021年，我国IC专业测试潜在市场规模达数百亿元，且增速迅猛。但长期以来，全球ATE测试设备市场被美国泰瑞达（Teradyne）、日本爱德万（Advantest）、科休（Cohu）等行业巨头所垄断，占据市场份额超过90%。相比之下，国产ATE测试设备呈现以中低端为主，行业高度依赖进口的状态，同时传统测试设备的使用成本高，难以满足5G、AI、IoT、传感器等芯片的测试需求。全球半导体测试机分应用领域结构占比因此，如何早日实现可靠性强、检测精度高的IC测试设备的自主研发，填补国内高端IC测试设备技术空白，是我国集成电路行业打破国外垄断、推动国产替代的重要任务之一。从行业角度看，IC测试设备领域常见的被测芯片类型主要有三种，分别为模拟IC、纯数字IC、数模混合IC。其中，功率器件等模拟IC的测试设备国产化率较高，国内如华峰测控、长川科技等公司均在此布局。而在市场更为广阔、测试难度更高的存储芯片等纯数字IC和数模混合IC，因其较高的算法难度和超高的测试复杂度，使得这类设备的设计难度更大，这一领域的测试设备市场主要被泰瑞达和爱德万的中高端机型垄断。目前，鹏武电子主要关注数字和数模混合测试市场，以及高精度模拟芯片的测试需求。鹏武电子创始人、CEO谷陈鹏告诉36氪，公司制定了较为完备的产品路线图，覆盖P系列三个测试机型号的研发和升级，能满足从中低端到高端测试机产品的市场需求。鹏武P系列测试机在两大核心技术参数上取得了关键跨越。一是通道数，覆盖从几百通道到1024甚至2048以上通道的高端设备市场；二是测试机速度， P系列测试机测试速度已成功超过1G（1000M）。鹏武P系列ATE测试设备同时在软件层面，鹏武电子运用APP等理念来设计测试机软件，具有图形化和填表式的特点，在为客户提供专业测试开发和调试环境的同时，也降低了使用门槛，提高了客户粘性。谷陈鹏谈道，公司的技术和产品研发路线与未来集成电路设备的两大发展需求息息相关。一方面，目前5G应用仍主要停留在手机端，但未来会有更多的小型设备及移动式终端采用5G，这将对芯片的带宽效率提出更高要求。因此，公司开发了ODI光通讯测试架构，将搭载于P系列测试机上，这也是借鉴了5G基站采用的关键技术节点。另一方面，国内在5G、IoT、红外检测、医疗仪器等领域的芯片发展已处于行业领先地位，因此国内客户对于ATE测试机也会提出新的诉求。鹏武电子P系列测试机除了满足客户对于性价比的需求外，也更贴合大陆市场的客户需要，使其更具差异化和竞争力。当我们将视野拉长至全球IC设备市场，谷陈鹏认为我国IC测试设备行业最大的技术壁垒在于人才。长期以来国外在集成电路设备领域的相关技术始终对中国高度保密，导致国内缺乏人才培养的技术土壤，尽管近年来国内开设了芯片设计一级学科，但在IC设备领域的专家仍只能从行业获取。“但我们并不是从零开始，而是站在巨人的肩膀上发展的。”谷陈鹏说，在产品思路上，公司针对测试设备的设计会有所优化。例如，美日早期设计的测试设备具有鲜明的旧时代特征，新设备为了兼容难免存在许多冗余的设计，因此鹏武在产品研发过程中将这些过时设计取消，将主要资源分配到新的需求、功能和性能上。在核心团队方面，鹏武电子的核心团队均来自于泰瑞达、JTAG、泰克、赛灵思等集成电路和测试设备头部企业，拥有丰富的技术、产品及市场经验。其中，公司创始人、CEO谷陈鹏曾担任泰瑞达中国经理，负责带领中国团队设计第一台RF SoC芯片测试机的研发。“我们是中国大陆少有的，在成立之初就加入国际仪器仪表协会的会员企业。”谷陈鹏提到，得益于鹏武电子创始团队深厚的行业背景，公司在市场拓展方面得到了许多头部客户的支持。公司客户已覆盖国内外知名芯片设计公司、晶圆厂、封测企业以及科研单位。在2021年，鹏武电子的P系列测试机已成功出货超过100台，实现里程碑式的突破。今年，鹏武电子计划在扩充IC测试设备产品线的同时，将进一步细化设备在系统级测试方面的能力，覆盖更复杂的需求。

1、集成电路行业新技术发展情况①集成电路制造的新技术发展 A、集成电路制造逻辑工艺技术 集成电路制造需要在高度精密的设备下进行，经过光刻、刻蚀、离子注入等工艺步骤反复几十次甚至上百次的循环，最终实现从光掩模上复杂的电路结构到晶圆上集成电路图形的转移，在指甲盖大小的空间中集成了数公里长的导线和数以亿计的晶体管器件，这些图形的最小宽度甚至不到头发丝直径的千分之一。 集成电路行业在经历数十年的发展后，目前已经进入后摩尔时代，随着先进光刻技术、3D 封装技术等不断涌现，各种先进工艺不断改进和完善，集成电路已由本世纪初的 0.35 微米的 CMOS 工艺发展至纳米级FinFET工艺。 全球最先进的量产集成电路制造工艺已经达到7纳米至5纳米，3纳米技术有望在2022年前后进入市场。同时，作为集成电路的衬底，晶圆的直径已经由最初的 6 英寸、8 英寸增长到现在的12英寸。 B、集成电路制造特色工艺技术近年来，随着新兴应用的推陈出新，对除逻辑电路以外的其他集成电路和半导体器件类型都提出了更高的要求，举例如下： 高清电视、AMOLED 手机等设备上所搭载的愈发强大的显示面板技术，推动静态随机存储器的存储上限从早期的10Mb、64Mb不断演变至目前最先进的128Mb，驱动着工艺节点的不断升级，将静态随机存储器的工艺节点从早期的80纳米、55纳米、40纳米，升级至目前先进的28纳米。 高速非易失性存储在市场的驱动下快速演进，其从最早的8Mb快速成长至如今的48纳米工艺节点256Mb。嵌入式非挥发性存储芯片因广泛应用于汽车电子、消费电子、工业及无线通讯领域中，从 0.18微米迅速发展到40 纳米的工艺节点，向着面积更小、速度更快的方向前进。 ②设计服务与IP支持 集成电路技术的不断发展推动了设计服务领域的技术革新。随着 FinFET DTCO 技术的推出，设计服务可以与工艺开发深度协同，从设计的角度对工艺设计规则、后端布线规则、器件种类等进行优化，基于优化成果提供更好的设计服务，令其产品更具竞争力。 此外，由于传统静态随机存储器在功耗、速度和面积等方面存在技术瓶颈，设计服务厂商开始提供新一代存储 IP 解决方案（如 MRAM 等），以解决高性能计算对片内大容量高速度存储器的需求及物联网应用对非挥发存储器的需求。 FinFET 工艺持续发展所产生的晶体管线宽限制与日趋复杂的设计规则，也对模拟、混合信号电路的设计带来较大程度限制。在符合设计规则的前提下，市场推出了基于模板的设计服务技术与模块，使得客户设计如同搭积木式一般，而不用受制于复杂的设计规则，节约了电路设计和后端版图时间。 ③光掩模制造 光掩模作为集成电路制造中光刻环节必不可少的核心工具，其制造技术的发展随着光刻技术的发展而演变。光掩模的类型从早期的二元掩模发展成相位移掩模，其图形传递介质从金属铬进化成钼硅材料。近年来，随着极紫外光刻（EUV）技术的引入，光掩模从传统的透射型基材转变为反射型基材，结构的复杂程度和制造的难度成倍增加。 随着光掩模上所绘电路图形尺寸不断缩小，晶体管等器件的密集度不断提高，传统的电子束描画设备完成单张光掩模描画的时间不断增加，单张 EUV 掩模的描画时间甚至可达数日之久，对光掩模的研发和制造提出了极高的挑战。多重电子束描画技术的出现和日益成熟为解决上述难题提供了新途径，该技术运用数十万根电子束同时描画互不干扰，既能保证图形精度，又能将 EUV 掩模描画时间控制在可接受的范围之内，在很大程度上提高了先进技术节点的研发效率和商业量产能力。 ④凸块加工及测试 集成电路封装作为集成电路产业链中不可或缺的环节，一直伴随着集成电路工艺技术的不断发展而变化。 传统封装的作用包含对芯片的支撑与机械保护、电信号的互连与引出、电源的分配和热管理等。传统封装形式主要是利用引线框架或基板作为载体，采用引线键合互连的形式使电路与外部器件实现连接。 随着集成电路制造工艺技术的不断发展，对端口密度、信号延迟及封装体积等提出了越来越高的要求，促进了先进封装如凸块、倒装、硅穿孔、2.5D、3D等新封装工艺及封装形式的出现和发展。 相对于引线键合工艺，凸块工艺是通过高精密曝光、离子处理、电镀等设备和材料，基于定制的光掩模，在晶圆上实现重布线，允许芯片有更高的端口密度，缩短了信号传输路径，减少了信号延迟，具备了更优良的热传导性及可靠性。凸块工艺配合倒装技术带来封装体积的缩小，实现了芯片级封装。凸块工艺、三维芯片系统集成等先进封装工艺实现了各种晶圆级封装和系统级封装，成为拓展摩尔定律的另外一种实现方式。2、集成电路行业新产业发展情况 集成电路是信息产业的基础，涉及计算机、家用电器、数码电子、电气、通信、交通、医疗、航空航天等几乎所有电子设备领域。近年来，集成电路应用领域随着科技进步不断延展，5G、物联网、人工智能、智能驾驶、云计算和大数据、机器人和无人机等新兴领域蓬勃发展，为集成电路产业带来新的机遇。 ①5G 根据中国信通院《5G 经济社会影响白皮书》预测，5G 商用预计在 2020 年带动中国市场约 4,840 亿元的直接产出，并于 2030 年增长至 6.3 万亿元，年均复合增长率为 29%。5G 的正式商用化将为新型芯片的上市带来更多机遇和挑战。 ②物联网 强化的数据传输、边缘计算和云分析功能的综合要求将带动物联网的加速发展，并推动信息链接、收集、计算和处理等 4 个方面功能芯片的不断优化和升级。 ③人工智能 目前全球人工智能正在经历新的发展浪潮，基于云计算和大数据的人工智能采用深度学习算法，能拥有更强的计算能力进行数据分析。人工智能对数据运算、存储和传输的需求越来越高，推动芯片设计和制造水平的不断升级。 ④智能驾驶 汽车电子系统中，智能驾驶辅助系统和车联网系统很大程度上决定了汽车智能化的程度，其对车用芯片的技术水平提出了更高的要求。 ⑤云计算和大数据 云计算和大数据为人工智能和机器学习发展奠定了基础，云计算和大数据的持续发展对于高性能计算芯片和大容量存储芯片提出了新的要求。 ⑥机器人和无人机未来，全球机器人和无人机芯片市场将快速增长，相关应用将会深入到生产、生活等各个领域，为半导体市场带来多样化的需求。 3、集成电路行业新业态与新模式发展情况 集成电路行业在经过多年发展后已形成了相对固定的寡头竞争格局与相对稳定的业态和模式。伴随技术进步、行业竞争和市场需求的不断变化，集成电路产业在经历了多次结构调整后，已逐渐由集成电路设计、制造以及封装测试只能在公司内部一体化完成的垂直整合制造模式演变为垂直分工的多个专业细分产业，发展历程如下：集成电路制造企业的经营模式主要包括两种：一种是 IDM 模式，即垂直整合制造模式，其涵盖了产业链的集成电路设计、制造、封装测试等所有环节；另一种是 Foundry 模式，即晶圆代工模式，仅专注于集成电路制造环节。 垂直整合制造模式下的集成电路企业拥有集成电路设计部门、晶圆厂、封装测试厂，属于典型的重资产模式，对研发能力、资金实力和技术水平都有很高的要求，因而采用垂直整合制造模式的企业大多为全球芯片行业的传统巨头，包括英特尔、三星电子等。晶圆代工模式源于集成电路产业链的专业化分工，形成无晶圆厂设计公司、晶圆代工企业、封装测试企业。其中，无晶圆厂设计公司为市场需求服务，从事集成电路设计和销售业务。晶圆代工企业以及封装测试企业为这类设计公司服务。目前，世界领先的晶圆代工企业有台积电、格罗方德、联华电子和中芯国际等。自上世纪八十年代晶圆代工模式诞生以来，晶圆代工市场经过 30 多年发展，已成为全球半导体产业中不可或缺的核心环节。根据 IC Insights 统计，2018 年，全球晶圆代工行业市场规模为 576 亿美元，较 2017 年的 548 亿美元增长 5.11%，2013 年至 2018 年的年均复合增长率为 9.73%。通过与无晶圆厂设计公司等客户形成共生关系，晶圆代工企业能在第一时间受益于新兴应用的增长红利。中国大陆晶圆代工行业起步较晚，但发展速度较快。根据中国半导体行业协会统计，2018 年中国集成电路产业制造业实现销售额 1,818 亿元人民币，同比增长 25.55%，相较于 2013 年的 601 亿元人民币，复合增长率达 24.78%，实现高速稳定增长。（节选自《中芯国际集成电路制造有限公司首次公开发行人民币普通股（A 股）股票并在科创板上市招股说明书》）

利扬芯片12月7日公告，为把握市场机遇，公司结合现阶段集成电路测试产能的经营情况和未来业务发展战略需要，公司全资子公司上海利扬创芯片测试有限公司拟在上海市嘉定区购置土地使用权建设“集成电路芯片测试工厂项目”。投资总额 69,000 万元人民币，项目达产预计年营业收入额为人民币 50,000 万元。