半导体第三方实验室检测在半导体产业链中扮演着至关重要的角色。近年随着国内半导体产业迅猛发展,我国第三方实验室检测分析需求随之提升,到2023年我国半导体第三方实验室检测分析市场规模达80亿元。目前在国际贸易摩擦背景之下,发展半导体产业已上升至国家战略层面,推动半导体产业技术进步是国家坚定不移发展的大方向,国产替代也将逐步推动。而半导体产业国产化必然经历反复研制与试验的过程,测试与分析市场也将迎来下游旺盛的检测分析需求。预计到2027 年我国第三方实验室检测分析市场空间有望达到 180-200 亿元,年复合增长率将超过 10%。
一、行业相关概述
根据观研报告网发布的《中国半导体第三方实验室检测行业现状深度研究与发展前景分析报告(2024-2031年)》显示,半导体第三方实验室检测是指将半导体产品的检测和分析工作交给独立的第三方实验室进行。这些实验室提供样品失效分析、材料分析、可靠性分析等服务,贯穿整个半导体产业链,支持研发和生产工艺改进。半导体第三方实验室检测分析具有技术领先、立场客观的特点,对于芯片设计、晶圆制造、芯片封装等过程中存在的问题,需要结合物理、化学、结构、材料等多学科知识,运用包括物性分析、电性分析、表面分析、化学分析等在内的多类型检测技术,及时地给出中立、公正的反馈,提出专业高效的建议。
我国半导体第三方检测分析主要有可靠性分析、失效分析、材料分析等。其中由于应用广泛、市场规模较大,可靠性分析市场容量是当前相对较大,其2022年市占比为43.67%。而相比于可靠性分析,失效分析、材料分析的难度和附加值会较高。
可靠性分析、失效分析、材料分析对比分析
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可靠性分析 |
失效分析 |
材料分析 |
分析目的 |
重点则在于判断样品在特定环境下能否正常工作,更多地停留在问题或现象本身,若需要探究产品质量问题更深层次的原因,仍然需要失效分析及材料分析介入 |
旨在探究样品失效原因或检查样品是否存在潜在失效问题 |
旨在对样品进行材料成分及结构的分析 |
流程环节 |
无需对样品内部结构进行观测,通常不要求对样品进行制备处理 |
通常需要对客户提供的样品进行制备 |
通常需要对客户提供的样品进行制备,以及对数据解读提出较高要求 |
仪器方面 |
操作难度相对简单 |
更加精密,操作难度更高 |
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单位案件单价 |
相对较低 |
单位案件单价通常更高 |
资料来源:公开资料整理,观研天下整理
二、半导体产业发展带动第三方实验室检测分析需求提升
半导体第三方实验室检测在半导体产业链中扮演着至关重要的角色,其随着半导体产业的专业化分工趋势而不断发展。
半导体是持续支撑起中国科技创新发展的重要领域。在经历2022-2023年市场低迷后,进入2024年受存储芯片、逻辑芯片推动,半导体市场正在经历从底部开始的缓慢复苏,从而也带动第三方实验室检测分析需求提升。数据显示,2023年我国半导体市场规模达到1552亿美元,半导体第三方实验室检测分析市场规模达80亿元。预计到 2024 年,我国半导体第三方实验室检测分析市场规模将超过 100 亿元。
数据来源:公开数据,观研天下整理
数据来源:公开数据,观研天下整理
三、半导体产业国产化趋势下,我国半导体第三方实验室检测迎来发展机遇
在国际贸易摩擦背景之下,发展半导体产业已上升至国家战略层面,推动半导体产业技术进步是国家坚定不移发展的大方向。近年国家高度重视集成电路产业,出台了各类政策鼓励支持国内半导体产业发展、加快国产替代进程。例如2020 年 8 月,国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》,从税收、融资、人才、市场等多个维度支持国内半导体相关企业的发展。大力度的支持政策带来了半导体行业景气度的不断提升,也为半导体第三方实验室检测行业带来了良好的发展机遇。
与此同时,近年全球集成电路产业正在进行第三次产业转移。产业转移会引发产业发展方向的变化和资源的重新配置,新兴市场主体能够有更多机会进入市场,而我国是产业转移的主要承接国。受益于第三次产业转移,集成电路市场将有巨大的发展机遇,从而也将给半导体第三方实验室检测市场带来较大的发展机会。
目前我国已经凭借劳动力成本优势和招商引资鼓励政策、人才培养政策逐步承接了部分半导体封测和晶圆制造业务,而这也推动了芯片设计、晶圆制造、封装测试等产业环节的完善和发展。根据国家统计局统计,国内集成电路产量已从 2012 年的 779.61亿块增长到 2023 年的 3,514.40 亿块,复合增长率达到 14.67%。2024年1-9月我国集成电路产量累计约为3156亿块,同比增长26%。
数据来源:国家统计局,观研天下整理
其中在 IC 设计领域,近年来在半导体国产化趋势深化的大环境下,且在国家科技重大专项与产业投资基金的支持下,我国半导体产业链不断完善,本土集成电路设计厂商加速崛起,快速实现技术突破,产品逐步向高端推进,并得到了市场的认可。从 2016 年起,我国集成电路设计的市场规模占比超越封测,成为国内集成电路产业的最大细分市场。到2023 年,我国集成电路设计市场规模在国内集成电路市场的占比为 44.56%。
根据半导体行业协会年会报告数据,目前国内的芯片设计厂商已由2016年的 1362 家增长至2023年的 3,251 家,产值从622亿元增长到5471亿元,复合增速高达18.74%。这一数据表明,芯片设计领域的快速成长代表了国内半导体行业逐步向产业链高附加值地带拓展,同时也迅速提升了对半导体检测分析的需求,为半导体第三方实验室检测行业带来了广阔的市场机遇。
数据来源:中国半导体行业协会,观研天下整理
半导体产业国产化必然经历反复研制与试验的过程,测试与分析市场也将迎来下游旺盛的检测分析需求。检测分析实验室综合运用多学科、多领域的检测分析技术,向半导体产业链各方提供多方位检测分析结果,助力产业链技术升级发展,为产业链国产化保驾护航。
整体来看,受国际贸易环境等因素的影响,建立自主可控的半导体产业链已成为当前阶段的重要目标,特别是先进制程芯片及高端AI算力芯片制造工艺追赶迫在眉睫。因此在半导体国产化持续加码的背景下,国内半导体第三方实验室检测分析行业需求将保持较快增速。预计到2027年我国半导体第三方实验室检测市场空间有望达到180-200亿元,年复合增长率将超过10%。这一数据也表明,我国本土企业迎来了较大发展机遇,可以充分利用国内市场的优势,拓展业务领域,提高市场份额。
四、半导体产业技术的变革带来给第三方实验室检测分析领域新发展方向
技术创新是半导体第三方实验室发展的关键驱动力。半导体产业技术的变革也将带来检测分析领域新的发展方向,为行业提供广阔的市场空间。我国半导体检测技术虽取得显著进步,但与国外先进水平仍存在差距,主要体现在核心技术与设备依赖进口、研发投入不足、人才短缺等方面。未来检测技术将向高精度、高效率、智能化和在线检测方向发展。
随着半导体整体产业技术的发展,半导体检测分析技术将更加注重高精度、高效率和多功能的发展,而随着新兴应用的涌现,针对特定场景和需求的定制化检测分析实验需求也将有所增加。
目前下游半导体产业总体围绕深度摩尔定律下聚焦先进制程工艺、超越摩尔定律注重封装技术及算法优化、第三代半导体材料推动大功率器件发展、高性能计算以及车用半导体需求增长等方向变革。
在上述背景下,目前我国半导体检测分析在失效分析领域向先进制程晶体管分析、先进封装芯片检测分析以及高性能芯片检测分析发展;在材料分析领域,第三代半导体材料分析、纳米及原子尺度分析、多模态分析成为未来的发展趋势;在可靠性分析领域,随着汽车电子的广泛应用和智能化程度的提高,汽车行业对车规芯片可靠性的要求逐步提升完善,车规级芯片分析也成为未来重点发展方向。
五、本土企业加速完成产能布局抢占市场份额
得益于国内导体第三方实验室检测市场发展向好,相关企业纷纷在全国多点布局实验室产能。如闳康分别于2022年、2024年新建深圳实验室、苏州实验室,季丰电子自2021年以来已陆续在杭州、成都、北京、深圳等地新设实验室。胜科纳米2021年以来在原有新加坡实验室、苏州实验室的基础上开始新建南京实验室、福建实验室、深圳实验室和青岛实验室,2022年开工建设苏州总部中心项目。
另外一些起步较早的广电计量、苏试试验等综合性检测分析机构也洞察到半导体领域的广阔市场空间,相继通过自主投资、外延并购等方式积极布局第三方实验室检测相关赛道,具体如下:
资料来源:公开资料,观研天下整理
六、竞争格局呈现出多层次特点,北软检测、广电计量京隆科技位于国内第一梯队
全球市场:由于客户对于业务开展的时效性要求较高,使得半导体第三方实验室存在较为明显的区域性特点。因此目前全球半导体第三方实验室分析市场总体较为分散,单个企业占据的市场份额总体相对较小。
其中欧美地区由于在第三方检测分析实验室方面起步较早,拥有一批综合性的检测实验室,如全球领先的第三方独立检测机构Eurofins(欧陆科技)、SGS(通标)等。
国内市场:自21 世纪初以来,随着半导体产业的发展及检测检验行业的放开,闳康、宜特、EAG 实验室等中国台湾、欧美等地的第三方检测机构相继进入中国市场。与此同时我国本土民营第三方检测分析实验室也开始诞生并逐渐发展。
目前半导体第三方实验室检测行业竞争格局呈现出多层次的特点。从企业类型来看,当前在我国半导体第三方实验室检测分析市场中,参与者主要四类。分别是头部民营半导体第三方检测企业、国有检测机构、综合性检测机构、部分采用跨界收购方式进入半导体第三方分析实验赛道的检测机构、以及中小型民营半导体第三方检测分析实验室与科研机构。
我国半导体第三方实验室检测分析市场参与者类型
类型 | 相关情况 |
头部民营半导体第三方检测企业 | 这类通常具备包括失效分析、材料分析以及可靠性分析在内的多元化分析能力,且拥有精密的分析仪器及专业的技术团队,占据主要的市场份额。 |
国有检测机构 | 这类企业依托早期在电子电器领域的布局,在半导体检测分析领域逐步深入,借助国有研究所积累的技术能力为客户提供高效精准的分析服务,占据主要市场份额,尤其是在军用产品以及可靠性测试领域具备深厚的经验积累,客户信赖程度较高,但国有检测机构市场化程度相对偏低,技术更新迭代速度可能受到制约。 |
综合性检测机构 | 这类企业通过自主研发或外延并购的方式切入半导体检测分析领域,其掌握的分析能力也较为全面,技术能力较强,但其专业性不如头部实验室; |
部分采用跨界收购方式进入半导体第三方分析实验赛道的检测机构 | 这类企业技术积累不如头部的半导体分析实验室,且并购整合对后续技术研发也可能造成一定影响。 |
中小型民营半导体第三方检测分析实验室与科研机构 | 这类企业通常提供单一类型的检测分析服务,主要服务于区域性客户。 |
资料来源:公开资料,观研天下整理
从企业梯度来看,当前我国半导体第三方实验室检测行业企业主要分为三梯队。第一梯队是拥有国家科研实力背景的中国赛宝、北软检测、广电计量以及台资背景的京隆科技,这些企业凭借其雄厚的技术实力、丰富的行业经验和良好的品牌形象,在市场中占据了较大份额。第二梯队是苏试试验、闳康、利扬芯片等企业,这类企业在某些领域具有一定的技术优势和市场竞争力。第三梯队是胜科纳米、季丰、确安科技等企业,这类企业近几年有明显扩张,在特定领域也有一定的发展潜力。
当前我国半导体第三方实验室检测行业企业主要分为三梯队
梯队 | 代表企业 | 相关情况 |
第一梯队 | 中国赛宝、北软检测、广电计量以及台资背景的京隆科技 | 这些企业在可靠性检测、失效分析等领域具有丰富的经验和专业的技术,能够为客户提供高质量的检测服务。它们在市场中占据了较大的份额,具有较强的市场竞争力。 |
第二梯队 | 苏试试验、闳康、利扬芯片 | 这类企业在某些领域具有一定的技术优势和市场竞争力。例如苏试试验在环境可靠性测试方面具有较强的实力,能够为半导体企业提供全面的环境可靠性测试服务。闳康拥有二十余年芯片失效分析经验。利扬芯片在芯片测试方面具有一定的技术优势,能够为客户提供专业的芯片测试服务。 |
第三梯队 | 胜科纳米、季丰电子、确安科技等 | 这类企业迅速壮大,在特定领域也有一定的发展潜力。例如胜科纳米在半导体材料分析微纳分析方面具有一定的技术优势,能够为客户提供专业的材料分析微纳分析服务。季丰提供了失效分析,可靠性服务,封测,设备销售等几乎涵盖除设计制造外芯片全产业链服务。确安科技在芯片可靠性测试方面也有一定的技术积累,能够为客户提供可靠的测试服务。 |
资料来源:公开资料,观研天下整理(WW)
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