來源:市場資訊
(來源:愛集微)
一、車規(guī)級芯片測試行業(yè)概述
(一)車規(guī)級芯片定義與分類
根據(jù)中國汽車工程學(xué)會發(fā)布的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CSAE 222—2021《純電動乘用車車規(guī)級芯片一般要求》,國內(nèi)首次在正式文件中提出“車規(guī)級芯片”定義,即“滿足汽車質(zhì)量管理體系,符合可靠性和功能安全要求的集成電路”。
而實際應(yīng)用過程中,汽車中應(yīng)用的電子元器件除了車規(guī)級芯片,也有功率、傳感等器件,統(tǒng)稱為汽車半導(dǎo)體。根據(jù)下游應(yīng)用場景劃分,汽車半導(dǎo)體可以分為10個大類和60個小類,10個大類分別包括控制芯片、存儲芯片、計算芯片、信息安全芯片、驅(qū)動芯片、通信芯片、功率芯片、電源芯片、模擬芯片以及傳感器。
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(二)車規(guī)級芯片技術(shù)要求
芯片根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域,通常可以分為消費級、工業(yè)級、車規(guī)級和軍工級四個等級,這些領(lǐng)域?qū)Νh(huán)境條件、可靠性、耐久性等指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)不同,按照從高到低的要求排列,依次為:軍工>車規(guī)>工業(yè)>消費。
不同于消費級和工業(yè)級,車規(guī)芯片要求“高可靠性、高安全性、高穩(wěn)定性”,高可靠性主要針對溫度、濕度、抗震動、抗電磁干擾、使用壽命來設(shè)置標(biāo)準(zhǔn),安全性主要在功能安全、信息安全上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn),高穩(wěn)定性主要是要求大批量生產(chǎn)的一致性(半年、1年、3年、5年的一致性)。因涉及到人身安全,目前汽車行業(yè)對芯片失效率的要求為零(一百萬的芯片失效率是零),而消費類、工業(yè)類芯片的失效率則有幾百上千的指標(biāo)。此外車規(guī)級芯片對于使用材料、工藝節(jié)點、成本等均有要求。
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除以上核心性能要求外,還需通過AEC-Q100、IATF16949和ISO26262等認(rèn)證規(guī)范時,方可稱為車規(guī)級。因此車規(guī)級芯片在開發(fā)和認(rèn)證過程中往往需要花費較多的時間,一款芯片若要完成車規(guī)級認(rèn)證,往往需要2-3年時間完成嚴(yán)格的車規(guī)認(rèn)證才能進(jìn)入汽車供應(yīng)鏈,大量的驗證工作導(dǎo)致車規(guī)級芯片投入周期長,導(dǎo)入難度大成為車規(guī)級芯片難以跨越的壁壘。此外,車規(guī)級芯片設(shè)計壽命要求15年以上,供貨周期高至30年,因此要求車規(guī)級芯片具有生命周期長的特點。
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(三)車規(guī)級芯片測試分類及內(nèi)容
1、車規(guī)級芯片測試分類
車規(guī)測試是每一顆芯片進(jìn)入市場前的必經(jīng)環(huán)節(jié),根據(jù)車規(guī)半導(dǎo)體設(shè)計公司的測試流程,可大體分為研發(fā)測試和量產(chǎn)測試。正是因為車規(guī)級芯片對可靠性、安全性、穩(wěn)定性有著更嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn),因此也對車規(guī)測試提出了更高的要求,這不僅關(guān)乎用戶體驗,更關(guān)乎用戶安全,因而至關(guān)重要。
車規(guī)級芯片的全生命周期包括從車規(guī)芯片設(shè)計、車規(guī)制造、車規(guī)封裝、車規(guī)測試、應(yīng)用到最終的報廢和回收利用。車規(guī)測試則貫穿車規(guī)級芯片全生命周期流程中,在IC生產(chǎn)鏈條中承擔(dān)著設(shè)計驗證、檢驗篩選和質(zhì)量控制的重要責(zé)任。在芯片設(shè)計階段,測試環(huán)節(jié)涉及可測性設(shè)計和設(shè)計驗證測試;在晶圓制造階段,主要體現(xiàn)為晶圓檢測;在封裝階段,成品測試是其中的關(guān)鍵節(jié)點;板級組裝階段,主要體現(xiàn)為系統(tǒng)級測試,除此之外還包含了特征化測試、可靠性測試、質(zhì)量保證測試等工序。
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2、車規(guī)級芯片檢測認(rèn)證
(1)車規(guī)級芯片認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
車規(guī)芯片在真正投入量產(chǎn)前,需要經(jīng)歷0-1的車規(guī)芯片新品迭代認(rèn)證環(huán)節(jié),即需要經(jīng)過一系列嚴(yán)格的測試驗證,以保證產(chǎn)品的可靠性,達(dá)到車規(guī)要求。目前,業(yè)界常用的芯片車規(guī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)有可靠性標(biāo)準(zhǔn)AEC-Q系列、功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262、質(zhì)量管理體系認(rèn)證IATF16949等。
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a)可靠性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn):AEC-Q系列
AEC是“Automotive Electronics Council:汽車電子協(xié)會”的簡稱,是美國三大公司克萊斯勒、福特和通用發(fā)起建立的可靠、高質(zhì)量電子元器件標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu),旨在建立可靠、高質(zhì)量電子元器件的通用標(biāo)準(zhǔn)。滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的元器件能適用于汽車環(huán)境的最低要求,無需進(jìn)行額外的元器件級鑒定測試。
AEC-Q系列認(rèn)證是芯片車規(guī)認(rèn)證可靠性標(biāo)準(zhǔn)。主要包括AEC-Q100(集成電路IC)、AEC-Q101(半導(dǎo)體分立器件)、AEC-Q102(光電器件)、AEC-Q103(MEMS壓力器件)、AEC-Q104(多芯片模組MCM)、AEC-Q200(無源器件)。AEC-Q系列認(rèn)證不是強(qiáng)制性的認(rèn)證制度,但經(jīng)過了30年的發(fā)展,目前已成為公認(rèn)的車規(guī)元器件的通用測試標(biāo)準(zhǔn)。
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b)功能安全標(biāo)準(zhǔn):ISO26262
通過AEC-Q認(rèn)證是元器件進(jìn)入Tire1供應(yīng)鏈的第一步,對于涉及安全的應(yīng)用場景,如自動駕駛等,還需要滿足功能安全標(biāo)準(zhǔn)ISO26262。ISO26262專門針對汽車領(lǐng)域的功能安全,也是芯片企業(yè)從IC設(shè)計之初就應(yīng)該遵循的標(biāo)準(zhǔn)。該認(rèn)證包括產(chǎn)品功能認(rèn)證和生產(chǎn)流程認(rèn)證,要求安全機(jī)制符合ASIL各等級認(rèn)證,從低到高分成A、B、C、D四個等級,ASIL A代表最低程度的汽車危害,ASIL D則代表最高程度的汽車危險。ASIL等級越高,則認(rèn)證流程更嚴(yán)苛、周期更長、技術(shù)要求和成本都更高。雖然該標(biāo)準(zhǔn)并非全球強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn),但沒有通過ISO 26262認(rèn)證的產(chǎn)品或廠商,基本很難獲得OEM、Tier1的認(rèn)可。
c)質(zhì)量管理體系認(rèn)證:IATF16949
IATF 16949則主要是對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行認(rèn)證,是芯片從流片到規(guī)模化生產(chǎn)都必須遵循的質(zhì)量管理體系,更強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品零缺陷,其覆蓋的硬件范圍除芯片外還有汽車的其他硬件。IATF16949規(guī)范適用于汽車制造廠和其直接的零部件供應(yīng)商,這些廠家直接與汽車生產(chǎn)有關(guān)。例如在芯片整個產(chǎn)業(yè)鏈中,晶圓制造廠、封裝廠等需要嚴(yán)格按照IATF16949標(biāo)準(zhǔn)開展汽車芯片的制造。而那些只具備支持功能的單位,如設(shè)計和配送中心等,不需要獲得該認(rèn)證。
(二)AEC-Q100測試項目及流程
AEC-Q100一般稱為“集成電路的應(yīng)力測試標(biāo)準(zhǔn)”,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了7大類別共41項的測試,整個認(rèn)證的測試項目涵蓋了溫度、濕度、機(jī)械沖擊、振動、EMC,ESD,電遷移、應(yīng)力遷移、熱載流子注入、閂鎖效應(yīng)、芯片剪切等方面的試驗。這些測試項目并不是適用于所有IC,需要根據(jù)IC的種類進(jìn)行適配性的測試,也需要根據(jù)芯片的溫度等級來進(jìn)行測試條件的修改。根據(jù)DUT,至少有28項實驗是必須要做的,否則不能聲稱物料通過了AEC-Q100認(rèn)證。
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AEC-Q100認(rèn)證涉及的芯片階段從設(shè)計、晶圓制造,到封裝等,需要多輪驗證且過程中更多側(cè)重多方協(xié)作,車規(guī)芯片認(rèn)證不僅僅是與芯片設(shè)計企業(yè)相關(guān),還涉及到晶圓廠和封測廠等產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的配合。芯片設(shè)計企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計階段需把可靠性要求置于極高的優(yōu)先地位,才能保證產(chǎn)品達(dá)到加速環(huán)境應(yīng)力驗證、加速生命周期模擬驗證和封裝驗證等苛刻的要求。也需要晶圓廠對車規(guī)芯片制造環(huán)節(jié)質(zhì)量嚴(yán)格把控,確保在驗證上符合各項標(biāo)準(zhǔn)與要求。
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總體來看,車規(guī)級芯片在開發(fā)和認(rèn)證過程中往往需要花費較多的時間,一款芯片若要完成車規(guī)級認(rèn)證,往往需要2-3年時間完成嚴(yán)格的車規(guī)認(rèn)證才能進(jìn)入汽車供應(yīng)鏈,大量的驗證工作導(dǎo)致車規(guī)級芯片投入周期長,導(dǎo)入難度大成為車規(guī)級芯片難以跨越的壁壘。
3、車規(guī)級芯片量產(chǎn)測試
(1)車規(guī)級芯片量產(chǎn)測試分類
當(dāng)車規(guī)芯片通過車規(guī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入大批量生產(chǎn)階段,所涉及到的檢測環(huán)節(jié)主要分為CP測試、FT測試、SLT測試。測試內(nèi)容可以主要分為功能測試、參數(shù)測試、可靠性測試。通過對芯片產(chǎn)品的電壓、電流、時間、溫度、電阻、電容、頻率、脈寬、占空比等參數(shù)的專業(yè)測試,才能夠驗證芯片是否符合設(shè)計的各項參數(shù)指標(biāo),確認(rèn)在晶圓制造和芯片封裝的過程中是否存在瑕疵。
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(2)車規(guī)級芯片與非車規(guī)級芯片量產(chǎn)測試區(qū)別
與消費級和工業(yè)級芯片應(yīng)用相比,車規(guī)級芯片應(yīng)用對環(huán)境要求、抗振動沖擊、可靠性、一致性、壽命等方面的要求更為嚴(yán)苛,因此車規(guī)測試項目復(fù)雜度更高、測試條件更嚴(yán)苛、測試時間更長。具體體現(xiàn)在:在成品測試階段,與非車規(guī)芯片成品測試流程相比,車規(guī)級芯片成品測試需要經(jīng)過嚴(yán)格的三溫測試(RT FT,CT FT,HT FT)、老化測試(Burn in)、SLT測試等環(huán)節(jié),而非車規(guī)芯片僅需要常溫測試,無需高低溫測試。因此車規(guī)級芯片測試的測試時長和成本也均相應(yīng)增加。
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二、車規(guī)級芯片測試行業(yè)市場情況
(一)全球及中國半導(dǎo)體市場規(guī)模
繼2021年全球半導(dǎo)體市場強(qiáng)勁增長26.2%之后,因為通脹上升和終端市場需求疲軟的影響,2022年下半年全球半導(dǎo)體市場正式進(jìn)入衰退,根據(jù)WSTS統(tǒng)計,2022年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模增長放緩至3.3%,總規(guī)模達(dá)5741億美元。受益于人工智能、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、機(jī)器人和工業(yè)等領(lǐng)域的需求驅(qū)動,全球半導(dǎo)體市場在經(jīng)歷短期低迷后,于2024年開始持續(xù)復(fù)蘇并快速增長,其中存儲器和邏輯芯片增長尤為顯著。
根據(jù)WSTS的預(yù)測,2025年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模預(yù)計達(dá)到?7725億美元?,同比增長?22.5%?;2026年市場規(guī)模將進(jìn)一步增長至?9755億美元?,增幅為26.3%?,接近萬億美元?大關(guān)。?
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目前,中國是全球第一大消費電子生產(chǎn)和消費國,也正處于新一輪科技革命、產(chǎn)業(yè)變革和產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈水平提升的關(guān)鍵時期,對半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求逐年提升。自2022年以來,中國市場份額始終占據(jù)全球約三分之一,2024年中國半導(dǎo)體市場銷售額約為1834億美元,繼續(xù)維持份額。北美市場因為AI發(fā)展的強(qiáng)勁需求,在2024年增長44%,領(lǐng)先其他區(qū)域增速,份額提升。
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(二)全球及中國汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模
汽車“新四化”的帶動下,汽車半導(dǎo)體已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動力系統(tǒng)、車身、座艙、底盤和安全等諸多領(lǐng)域,伴隨汽車電子電氣架構(gòu)正由傳統(tǒng)的分立式架構(gòu)逐漸向域控制式轉(zhuǎn)變,單車半導(dǎo)體價值量也在大幅提升,插電式混合動力汽車和純電動汽車單車半導(dǎo)體價值量約是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的一點五至兩倍。
根據(jù)英飛凌最新數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2025年純電動車的單車芯片價值量有了更大的提升。2025年,BEV單車半導(dǎo)體價值量約為ICE的1.87倍,增長驅(qū)動主要來自電動化和智能化的快速增長和滲透,比如SIC功率器件、BMS電池管理系統(tǒng),據(jù)英飛凌預(yù)估,2030年高端BEV汽車半導(dǎo)體單車價值量可達(dá)2500美元,主要受ADAS、中央計算平臺和軟件定義汽車這一趨勢推動。
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目前,汽車芯片的需求量正在急劇上升,近五年期間整車芯片數(shù)量呈現(xiàn)翻倍式增長。隨著汽車智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,計算芯片、安全芯片、無線通信芯片、存儲芯片、傳感器數(shù)量在持續(xù)增加。據(jù)中汽協(xié)以及易車研究院統(tǒng)計,2022年中國傳統(tǒng)燃油車單車芯片數(shù)量為900-950顆,新能源汽車單車芯片數(shù)量為1400到1500顆,2024年傳統(tǒng)燃油車單車芯片數(shù)量來到1000-1100顆,新能源單車芯片平均數(shù)量來到1700-1900顆。根據(jù)集微咨詢測算,2025至2026年,傳統(tǒng)燃油車單車芯片數(shù)量達(dá)到1200-1400顆,新能源汽車單車芯片數(shù)量達(dá)到2000-2400顆。
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盡管近幾年全球汽車產(chǎn)量放緩,但受益于全球各國對清潔能源的需求,新能源汽車在2021-2022年期間迎來高速發(fā)展,帶動汽車半導(dǎo)體市場迅猛增長,迎來缺芯潮。但經(jīng)歷這波缺芯潮后因車企過度備貨,2023年后進(jìn)入去庫存周期,增速放緩。據(jù)Omdia統(tǒng)計測算,2024年全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模達(dá)721億美元,同比增長12.5%,預(yù)計2027年全球汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模有望增長至938億美元,CAGR(2024-2027)達(dá)9%。
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過去幾年中國汽車產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展,相較于全球市場,我國汽車產(chǎn)業(yè)電動化升級處于全球領(lǐng)先位置,2022年我國新能源汽車滲透率達(dá)到25.6%,已大幅領(lǐng)先美國和歐洲電動車滲透率水平。我國作為汽車生產(chǎn)大國,對汽車半導(dǎo)體需求同樣旺盛,同時伴隨著汽車電動化、智能化的不斷升級,中國汽車半導(dǎo)體市場有望快速擴(kuò)容。據(jù)Omdia統(tǒng)計測算,2025年中國汽車半導(dǎo)體市場規(guī)模約為216億美元,同比增長11.5%,據(jù)集微咨詢預(yù)測,預(yù)計到2027年將達(dá)到266億美元。
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(三)汽車電動化、智能化加速
從全球范圍看,汽車電動化已進(jìn)入加速普及階段。根據(jù)國際能源署(IEA)數(shù)據(jù),2025 年全球新能源汽車(含純電和插混)新車銷量占比已提升至約 25%,預(yù)計到 2030 年全球電動車銷售占比近 40%。中國是全球汽車電動化進(jìn)程中最領(lǐng)先、最具影響力的市場,2025 年中國新能源汽車銷量占新車市場比重已接近50%,顯著高于全球平均水平。在政策持續(xù)支持、產(chǎn)業(yè)鏈成熟、成本下降及充換電基礎(chǔ)設(shè)施完善的共同推動下,中國汽車市場電動化率仍將進(jìn)一步提升,預(yù)計 2030年電動化率有望達(dá)到80%。
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智能化方面,全球汽車產(chǎn)業(yè)正從以高級輔助駕駛(ADAS)為主向更高階的自動駕駛與智能座艙深度融合階段演進(jìn)。目前,L2/L2+ 級輔助駕駛已成為全球主流新車的重要配置,高算力芯片、感知融合與軟件定義汽車(SDV)正在推動汽車智能化加速滲透。預(yù)計到 2030 年,全球范圍內(nèi)具備高階自動駕駛能力的車型滲透率將顯著提升,但整體推進(jìn)節(jié)奏仍受法規(guī)、安全責(zé)任認(rèn)定及區(qū)域技術(shù)成熟度差異影響。中國汽車智能化進(jìn)程加速,2025年高階自動駕駛在高級輔助駕駛和高階自動駕駛中的占比為23.2%,預(yù)計2030年將上升至80.4%,顯著高于全球平均水平。
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(四)中國汽車半導(dǎo)體國產(chǎn)替代進(jìn)程有望全面提速
目前,汽車芯片市場長期由海外大廠主導(dǎo),我國雖然占全球三分之一的汽車生產(chǎn)量,但目前整體國產(chǎn)汽車芯片市占率仍相對較低,不過較2020年以前的5%有了明顯提升,2024達(dá)到15%。2020年下半年開始,全球晶圓產(chǎn)能錯配疊加海外汽車芯片廠遭受自然災(zāi)害影響,致使汽車“缺芯”問題愈演愈烈,供應(yīng)短缺問題也增加了國內(nèi)廠商的供應(yīng)鏈導(dǎo)入的機(jī)會,汽車半導(dǎo)體國產(chǎn)替代進(jìn)程加速。以各大IDM廠商為代表,目前在功率半導(dǎo)體、中低端 MCU 等領(lǐng)域已取得顯著突破,智能座艙、部分輔助駕駛芯片國內(nèi)廠商份額也有所提升,但高端芯片仍依賴進(jìn)口,尤其是高算力自動駕駛以及核心控制芯片等,國產(chǎn)化率尚不足5%。隨著政策支持、技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同,預(yù)計2028 年將迎來國產(chǎn)芯片替代的加速期,整體汽車芯片的國產(chǎn)化率在有望突破30%,高端汽車芯片也將迎來快速提升。
(五)中國車規(guī)級芯片測試行業(yè)市場
隨著越來越多芯片設(shè)計企業(yè)加速布局車規(guī)級芯片,汽車芯片設(shè)計企業(yè)產(chǎn)能需求的攀升亦帶動了我國晶圓代工廠在汽車產(chǎn)品上的投入力度,中芯國際、華虹等本土晶圓廠均完成車規(guī)認(rèn)證并逐步提升產(chǎn)能。汽車芯片設(shè)計公司數(shù)量及產(chǎn)值的快速增長,疊加本土晶圓廠車規(guī)產(chǎn)品線的投入增加,使得車規(guī)級芯片測試的市場需求隨之增長。據(jù)集微咨詢測算,預(yù)計2025年國內(nèi)車規(guī)芯片測試市場規(guī)模為75.6億元,2027年將達(dá)到93.1億元。
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三、車規(guī)級芯片測試行業(yè)競爭格局及主要企業(yè)
(一)車規(guī)級芯片檢測認(rèn)證行業(yè)競爭格局及主要企業(yè)
從全球格局來看,基于傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)的優(yōu)先發(fā)展優(yōu)勢,誕生了一批全球領(lǐng)先的檢驗、鑒定、測試和認(rèn)證機(jī)構(gòu),是全球公認(rèn)的安全認(rèn)證和質(zhì)量誠信基準(zhǔn)。主要包括德國TUV、瑞士SGS、德凱Dekra、美國Exida以及美國UL Solutions等知名認(rèn)證機(jī)構(gòu)。TUV認(rèn)證、瑞士SGS集服務(wù)最為全面(包括AEC-Q全系列可靠性認(rèn)證、功能安全I(xiàn)SO26262全流程服務(wù)、IATF16949/VDA汽車行業(yè)供應(yīng)鏈質(zhì)量管理體系規(guī)范,以及ISO9001、ISO14001等質(zhì)量管理體系規(guī)范);而德凱Dekra和美國Exida專注于ISO26262功能安全領(lǐng)域。
從中國格局來看,目前我國涉及車規(guī)級芯片檢測認(rèn)證業(yè)務(wù)的機(jī)構(gòu)布局比較分散,業(yè)務(wù)規(guī)模較小,但是處于快速成長期,主要是基于國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)在車規(guī)級芯片的產(chǎn)品陸續(xù)推出,以及整個汽車產(chǎn)業(yè)鏈,尤其是智能化和電動化助推汽車半導(dǎo)體的大幅需求空間。國內(nèi)認(rèn)證機(jī)構(gòu)采用國際通用測試認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),如車規(guī)可靠性認(rèn)證AEC-Q和AQG324,驗室提供測試設(shè)備和專業(yè)測試項目服務(wù),并最終提供完整的測試認(rèn)證報告。而ISO26262功能安全,需要通過國際認(rèn)可的授權(quán)機(jī)構(gòu)提供專業(yè)咨詢服務(wù)和海外專家最后審核,才正式發(fā)放ISO26262證書。
從中國檢測認(rèn)證企業(yè)區(qū)域布局來看,珠三角(廣東)和京津冀(北京/天津)主要是以官方背景的認(rèn)證機(jī)構(gòu)為主,在檢測、認(rèn)證和鑒定領(lǐng)域發(fā)展較早,近幾年積極布局新興技術(shù)領(lǐng)域,包括汽車智能化,電動化,新能源電池以及車規(guī)級芯片測試認(rèn)證領(lǐng)域,代表機(jī)構(gòu)主要有廣州廣電計量檢測股份有限公司(原信息產(chǎn)業(yè)部電子602計量站)、中汽研華誠認(rèn)證(天津)有限公司、北京國創(chuàng)車規(guī)級芯片測試認(rèn)證中心、中國賽寶實驗室(廣州)(隸屬于工信部電子5所)。長三角區(qū)域(上海/江蘇)測試認(rèn)證機(jī)構(gòu)非常分散且最多,包括外商獨資(如TUV南德、TUV萊茵、德凱Dekra,閎康檢測),中外合資(德凱宜特),中企并購(蘇試宜特)、以及民營企業(yè)(季豐電子、華測檢測CTI、蘇州華碧實驗室等),還有企業(yè)自建車規(guī)級芯片測試認(rèn)證實驗室(如納芯微、靈動微等),是最具創(chuàng)新活力和專業(yè)服務(wù)的地區(qū),但業(yè)務(wù)規(guī)模相對較小,競爭非常激烈。
(二)車規(guī)級芯片量產(chǎn)測試行業(yè)競爭格局
在行業(yè)發(fā)展初期階段,車規(guī)級芯片主要由英飛凌、TI等國外IDM大廠自行設(shè)計、生產(chǎn)及封測,委外業(yè)務(wù)占比很小。隨著集成電路產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工協(xié)作模式的演進(jìn),推動了產(chǎn)業(yè)格局變化。目前車規(guī)級芯片測試市場分化出五大玩家,主要為傳統(tǒng)IDM廠商、晶圓代工企業(yè)、封測一體企業(yè)、獨立第三方測試廠商及芯片設(shè)計企業(yè)。封測一體企業(yè)和第三方專業(yè)測試廠商均能夠?qū)ν馓峁┚A測試或者芯片成品測試服務(wù),服務(wù)于芯片設(shè)計公司或者晶圓代工企業(yè),并受設(shè)計企業(yè)主導(dǎo);而IDM廠商、晶圓代工企業(yè)和芯片設(shè)計公司主要為滿足集團(tuán)內(nèi)部的測試需求來配置一定的測試產(chǎn)能。
車規(guī)級芯片由于應(yīng)用場景不同,相比消費級、工業(yè)級芯片產(chǎn)品,對適用溫度范圍要求大,安全性、可靠性、一致性、抗沖擊等性能要求都較高,因此車規(guī)測試項目復(fù)雜度更高、測試條件更嚴(yán)苛、測試時間更長,為此對于測試廠商進(jìn)入的技術(shù)門檻要求更高。
多年以來,由于國內(nèi)芯片公司的車規(guī)級芯片出貨量極小,又因2020年以前汽車半導(dǎo)體市場份額占比不足10%,對于本土晶圓代工廠來說投入到車用產(chǎn)線的動力相對較弱,也就一直沒有形成相關(guān)的車規(guī)供應(yīng)鏈生態(tài),進(jìn)而能夠形成一定車規(guī)級芯片測試規(guī)模體量的大陸企業(yè)屈指可數(shù)。因此,早期委外的車規(guī)級芯片測試服務(wù)主要在日月光、安靠等封測一體廠和獨立第三方測試龍頭京元電子等中國臺灣和美國企業(yè)中進(jìn)行。近幾年由于供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定,汽車芯片國產(chǎn)替代也被一些國內(nèi)車企提上日程,帶動了國產(chǎn)車規(guī)芯片的需求,也進(jìn)一步促進(jìn)大陸企業(yè)在車規(guī)測試領(lǐng)域展開布局。
目前,在車規(guī)測試領(lǐng)域,大陸封測一體廠商長電科技技術(shù)相對靠前,從2021、2022年營收結(jié)構(gòu)中,汽車電子封測業(yè)務(wù)占比為2.6%、4.4%,處于早期發(fā)展積累階段。2023年開始,受益于電動化、智能化趨勢驅(qū)動,迎來份額提升,占營收結(jié)構(gòu)占比達(dá)到7.9%,2024年依然保持,2025年上半年來到9.3%,較2021年的2.6%增長了6.7 個百分點,成為公司重要的增長引擎。大陸近幾年新崛起了一批獨立第三方測試企業(yè),如偉測科技、利揚(yáng)芯片、華嶺股份、季豐電子、月芯半導(dǎo)體等企業(yè)也在加大汽車電子業(yè)務(wù)的研發(fā)投入,但均處于早期開拓階段,雖然發(fā)展速度較快,但是與封測一體化企業(yè)和臺資獨立第三方測試巨頭相比,在收入規(guī)模、專業(yè)技術(shù)、獲客渠道等方面尚存在較大的差距。整體而言,車規(guī)級芯片測試行業(yè)整體呈現(xiàn)臺資龍頭企業(yè)領(lǐng)跑、大陸企業(yè)起跑追趕的競爭態(tài)勢。
(三)車規(guī)級芯片量產(chǎn)測試行業(yè)主要企業(yè)
1、日月光(3711.TW)
日月光投資控股股份有限公司成立于1984年,是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體封裝與測試服務(wù)企業(yè),主營業(yè)務(wù)包括芯片測試程序開發(fā)、前段工程測試、晶圓針測、晶圓凸塊、基板設(shè)計與制造、晶圓級封裝、覆晶封裝、系統(tǒng)級封裝、成品測試以及電子制造服務(wù)。
在汽車電子領(lǐng)域,日月光與全球一級汽車供應(yīng)商長期合作,擁有車用TS16949、ISO26262、ISO/SAE 21434等相關(guān)認(rèn)證。據(jù)日月光投控法說會披露,2024年封測事業(yè)汽車電子營收近12億美元(約合人民幣83.77億元),同比增長9%。
2、安靠科技(AMKR.NASDAQ)
安靠科技股份有限公司(AMKR.NASDAQ)成立于1968年,是全球最大的半導(dǎo)體封裝和測試的外包服務(wù)供應(yīng)商之一。安靠的主營業(yè)務(wù)為半導(dǎo)體封裝和測試服務(wù),具體包括晶圓凸點、晶圓測試、晶圓背面研磨、封裝設(shè)計、封裝、系統(tǒng)級和最終測試。安靠技術(shù)總部在美國賓夕法尼亞州的西徹斯特,在菲律賓有7家工廠,韓國有4家,日本和中國上海各一家。
在車規(guī)測試業(yè)務(wù)上,安靠是全球領(lǐng)先的汽車OSAT,提供晶圓分類、凸塊服務(wù)、封裝、測試和老化等服務(wù),安靠葡萄牙波爾圖工廠通過了IATF16949認(rèn)證,2023年宣布與格芯(GF)已建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,幫助歐盟實現(xiàn)其確保供應(yīng)鏈穩(wěn)定性和提供下一代汽車和其他關(guān)鍵芯片解決方案的目標(biāo)。
3、長電科技(600584.SH)
江蘇長電科技股份有限公司(600584.SH)成立于1998年,是全球第三大、中國大陸第一大的封測一體企業(yè)。主營業(yè)務(wù)包括集成電路的系統(tǒng)集成、設(shè)計仿真、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品認(rèn)證、晶圓中測、晶圓級中道封裝測試、系統(tǒng)級封裝測試、芯片成品測試并可向世界各地的半導(dǎo)體客戶提供直運(yùn)服務(wù)。公司在中國、韓國及新加坡?lián)碛袃纱笱邪l(fā)中心和六大集成電路成品生產(chǎn)基地,業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)分布于世界各地。
在車載電子領(lǐng)域,公司設(shè)有專門的汽車電子事業(yè)中心,在汽車電子領(lǐng)域迅速拓展,產(chǎn)品類型已覆蓋智能座艙、智能網(wǎng)聯(lián)、ADAS、傳感器和功率器件等多個應(yīng)用領(lǐng)域。目前海內(nèi)外六大生產(chǎn)基地全部通過IATF16949認(rèn)證,并都有車規(guī)產(chǎn)品開發(fā)和量產(chǎn)布局。2022年9月,公司加入國際AEC汽車電子委員會,是中國大陸第一家進(jìn)入的封測企業(yè)。2024年來自于汽車電子的收入同比增長20.5%。
4、京元電子(2449.TW)
京元電子股份有限公司(2449.TW)成立于1987年,全球最大的第三方專業(yè)芯片測試公司,測試營收世界排名第二。其測試服務(wù)項目包括晶圓針測、IC成品測試、預(yù)燒測試、封裝及其他項目。總公司座落在新竹市公道五路旁,生產(chǎn)基地位于臺灣苗栗縣。在中國大陸投資了兩家子公司京隆科技及震坤科技,生產(chǎn)工廠設(shè)位中國蘇州工業(yè)園區(qū)內(nèi),亦從事半導(dǎo)體產(chǎn)品封裝及測試業(yè)務(wù),另在北美、日本、新加坡設(shè)有業(yè)務(wù)據(jù)點。
在全球集成電路產(chǎn)業(yè)專業(yè)化分工形態(tài)中,京元電子占據(jù)晶圓測試及芯片成品測試領(lǐng)域的重要地位。目前其晶圓測試每月總產(chǎn)能約當(dāng)8寸75萬片,芯片成品測試每月總產(chǎn)能可達(dá)15億顆,測試機(jī)臺總數(shù)>5100臺。京元電子的客群包含海外及中國臺灣客戶,主要業(yè)務(wù)來自IC設(shè)計公司(Fabless),約占80%;其次為來自IDM廠商的業(yè)務(wù),約占18%;而來自晶圓代工廠(Foundry)的業(yè)務(wù)約占2%。
5、偉測科技(688372.SH)
偉測科技成立于2016年,是國內(nèi)知名的第三方集成電路測試服務(wù)企業(yè),主營業(yè)務(wù)包括晶圓測試、芯片成品測試以及與集成電路測試相關(guān)的配套服務(wù)。公司總部位于上海浦東新區(qū),在上海、無錫、南京設(shè)有3大測試中心。客戶類型主要為芯片設(shè)計企業(yè)、晶圓制造企業(yè)、封裝企業(yè)和IDM企業(yè)。偉測科技目前擁有測試方案開發(fā)、晶圓測試、芯片成品測試、SLT測試、老化測試、In Tray Mark、Lead Scan等全流程測試服務(wù)。
在汽車電子領(lǐng)域,2022年開始,偉測科技加大對車規(guī)級、工業(yè)類、高算力等產(chǎn)品的研發(fā)投入力度,積極拓展高端晶圓及芯片成品測試,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。在測試方案開發(fā)方面,可開發(fā)的車規(guī)芯片類型包括汽車動力和安全控制芯片、車規(guī)毫米波雷達(dá)芯片等,并已通過IATF16949等體系認(rèn)證。2025年上半年,偉測科技全資子公司擬投不超過13億元建二期測試基地,加碼高端芯片與高可靠性芯片測試產(chǎn)能。
6、利揚(yáng)芯片(688135.SH)
利揚(yáng)芯片成立于2010年,是國內(nèi)知名的獨立第三方專業(yè)測試技術(shù)服務(wù)商,主營業(yè)務(wù)包括集成電路測試方案開發(fā)、12英寸及8英寸晶圓測試服務(wù)、芯片成品測試服務(wù)以及與集成電路測試相關(guān)的配套服務(wù),主要應(yīng)用于通訊、計算機(jī)、消費電子、汽車電子及工控等領(lǐng)域,工藝涵蓋3nm、5nm、7nm、8nm、16nm等先進(jìn)制程。公司自主研發(fā)設(shè)計的條狀封裝產(chǎn)品自動探針臺、3D高頻智能分類機(jī)械手等集成電路專用測試設(shè)備已運(yùn)用到公司的生產(chǎn)實踐中。
在汽車電子領(lǐng)域,公司測試的車規(guī)芯片產(chǎn)品主要應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)、車用多媒體、胎壓監(jiān)控、自動駕駛等領(lǐng)域,并已獲得IATF16949認(rèn)證。
7、華嶺股份(430139.OC)
上海華嶺集成電路技術(shù)股份有限公司(430139.OC)成立于2001年,主營業(yè)務(wù)為測試技術(shù)研究、測試軟硬件開發(fā)、測試裝備研制、測試驗證分析、晶圓測試、集成電路成品測試、可靠性試驗、自有設(shè)備租賃。公司運(yùn)營場地超過35,000㎡(張江10,000㎡,臨港25,000㎡),擁有近500臺(套)國際先進(jìn)的測試設(shè)備及近400臺(套)輔助設(shè)備,打造產(chǎn)業(yè)化測試平臺及特色研發(fā)中心,具有先進(jìn)的MES系統(tǒng)、完善的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、7*24的專業(yè)快速響應(yīng)能力,服務(wù)覆蓋CPU、MCU、CIS、MEMS、FPGA、存儲器芯片、通信芯片、射頻芯片、信息安全芯片、衛(wèi)星導(dǎo)航芯片、AI芯片等廣泛領(lǐng)域產(chǎn)品,服務(wù)產(chǎn)品工藝覆蓋7-28納米等先進(jìn)制程。12英寸晶圓單月測試產(chǎn)能超50000片。主要的客戶類型為集成電路設(shè)計企業(yè)、制造企業(yè)以及封裝企業(yè)。
8、季豐電子
上海季豐電子有限公司成立于2008年,致力于集成電路及相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的軟硬件及設(shè)備研發(fā)與專業(yè)技術(shù)服務(wù),為客戶提供一站式的綜合解決方案。
在汽車電子領(lǐng)域,季豐電子提供從0—1認(rèn)證到車規(guī)級量產(chǎn)測試。其中,車規(guī)芯片/特種芯片量產(chǎn)測試工廠在浙江嘉善,涵蓋量產(chǎn)老化(Burn-in)、三溫CP、三溫FT、SLT測試等測試服務(wù),擁有市面上主流ATE測試機(jī)及多種Prober & Handler。季豐電子三溫CP測試車間擁有千級無塵車間面積3000+平方米,F(xiàn)T測試車間擁有萬級無塵車間面積8000+平方米,車間已通ISO9001、IATF16949質(zhì)量體系認(rèn)證。CP測試可滿足6寸、8寸、12寸產(chǎn)品-55℃~200℃三溫測試需求,年產(chǎn)能可達(dá)40萬片。FT測試滿足-65℃~175℃的三溫測試要求,年產(chǎn)能可達(dá)2億顆產(chǎn)品。
9、月芯半導(dǎo)體科技
上海月芯半導(dǎo)體科技有限責(zé)任公司(ISE Labs China)是全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體測試服務(wù)供應(yīng)商,于2014年設(shè)立在上海張江科學(xué)城,是日月光集團(tuán)成員之一。月芯科技為集成電路企業(yè)提供各類測試服務(wù),包括新產(chǎn)品階段的功能驗證、測試程序開發(fā)、工程機(jī)時租賃、成熟產(chǎn)品的升級完善、良率提升、工程批驗證與測試、產(chǎn)品可靠性驗證以及測試,同時提供半導(dǎo)體測試設(shè)施與服務(wù),包括主流的先進(jìn)ATE測試平臺,以及符合車載產(chǎn)品測試要求的相關(guān)三溫測試設(shè)備等。已通過CNAS認(rèn)證,實現(xiàn)為相關(guān)車載芯片設(shè)計公司提供專業(yè)的測試工程開發(fā)及完整的差異化量產(chǎn)測試服務(wù)。
10、海納
江蘇海納電子科技有限公司成立于2021年3月,主營業(yè)務(wù)包括集成電路產(chǎn)品的測試程序開發(fā)、晶圓測試、成品測試編帶、封裝總包等業(yè)務(wù),致力于成為國內(nèi)一流的集成電路專業(yè)測試公司。其測試產(chǎn)品涵蓋SOC和存儲芯片,瞄準(zhǔn)中高端測試業(yè)務(wù),和長三角的測試公司進(jìn)行差異化競爭,擁有較高的毛利率。具體產(chǎn)品覆蓋Al芯片、監(jiān)控芯片、8K高清、32位MCU、各類NOR、NAND、DRAM等存儲產(chǎn)品。
(四)獨立第三方測試企業(yè)優(yōu)勢分析
獨立第三方測試服務(wù)廠商在技術(shù)專業(yè)性和效率上的優(yōu)勢更明顯,同時出具的報告結(jié)果中立且客觀。相比之下,封測一體廠商的核心業(yè)務(wù)是封裝,配套進(jìn)行芯片測試,業(yè)務(wù)占比較小,如2024年日月光測試服務(wù)業(yè)務(wù)占比9%,安靠測試服務(wù)業(yè)務(wù)占比約15%。而第三方測試廠商專注于晶圓測試及芯片成品測試環(huán)節(jié),臺灣京元電子測試業(yè)務(wù)占比超80%,大陸第三方測試企業(yè)測試業(yè)務(wù)占比超90%,在專業(yè)性、靈活性以及獨立性方面競爭優(yōu)勢更為突出。
專業(yè)性體現(xiàn)為:第三方測試廠商專注于測試環(huán)節(jié),能夠更專注于測試技術(shù)研究、測試方案開發(fā)軟硬件結(jié)合進(jìn)行產(chǎn)品測試、測試數(shù)據(jù)的收集與分析;靈活性體現(xiàn)為:第三方測試廠商在產(chǎn)能上調(diào)配更為靈活,不存在內(nèi)部封裝產(chǎn)能與測試產(chǎn)能錯配情形,減少產(chǎn)能重復(fù)投資,通過規(guī)模效應(yīng)降低成本;獨立性體現(xiàn)為:可以避免測試結(jié)果受到其他利益因素影響,保證測試結(jié)果有效反饋,出具報告中立且客觀。
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四、車規(guī)級芯片測試市場發(fā)展趨勢
(一)汽車新四化浪潮下,車規(guī)級芯片市場需求持續(xù)提升,帶動測試服務(wù)市場增量
當(dāng)前,全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革蓬勃發(fā)展,汽車與能源、交通、信息通信等領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)正在加速融合,電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化亦成為汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展潮流和趨勢,新能源汽車已成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向和促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要引擎。因而,車規(guī)級芯片作為維持整車系統(tǒng)穩(wěn)定的核心器件重要程度亦愈發(fā)凸顯,隨著智能化和網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展,汽車芯片的需求量也在急劇上升,2017-2024年期間傳統(tǒng)燃油車、新能源汽車整車芯片數(shù)量分別增長了2、3倍,未來隨智能化應(yīng)用場景的需求提升,整車芯片數(shù)量將呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。新能源汽車滲透率的提升疊加單車汽車芯片總量的增長,也將進(jìn)一步帶動車規(guī)級芯片測試市場的需求,未來車規(guī)級芯片測試市場空間增長前景可觀。
(二)汽車芯片的高端化和封裝制程的先進(jìn)化促使測試費用占比提升
隨著汽車智能化水平的不斷提升,其計算平臺的算力等級也在直線飆升,在這一趨勢下,車規(guī)級芯片產(chǎn)品已進(jìn)入高性能SOC等超大規(guī)模系統(tǒng)級芯片時代,大算力芯片已成為汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型競爭中的制高點。據(jù)乘聯(lián)會統(tǒng)計,2024年智能汽車保有量滲透率為47.9%,2025年預(yù)計能達(dá)到54.07%,首次全年突破50%,創(chuàng)歷史新高。高階智能駕駛對大算力芯片釋放巨大的需求信號的同時,也衍生出對Chiplet芯粒技術(shù)、封裝工藝、產(chǎn)品性能、功能多樣的需求,高端芯片產(chǎn)品對測試驗證依賴度和品質(zhì)要求越來越高,疊加車規(guī)級芯片測試復(fù)雜和難度較大,因此在符合車規(guī)產(chǎn)品成本把控的一定范圍內(nèi),車規(guī)級晶圓測試和芯片成品測試的測試費用也將逐步提升,為車規(guī)級芯片測試行業(yè)帶來了新的發(fā)展動力和巨大商機(jī)。
(三)產(chǎn)業(yè)鏈安全:汽車芯片國產(chǎn)化趨勢不可逆,測試產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)鏈條意義凸顯
近幾年,由于集成電路行業(yè)外部競爭環(huán)境嚴(yán)峻疊加汽車供應(yīng)鏈的不穩(wěn)定,汽車芯片國產(chǎn)替代也被一些國內(nèi)車企提上日程,帶動了國產(chǎn)車規(guī)芯片的需求提升。在前期美國簽署的《芯片與科學(xué)法案》的實施,加上諸多的技術(shù)封鎖實體清單制裁等因素,對國內(nèi)的汽車芯片產(chǎn)業(yè)沖擊較大,雖然中國占全球三分之一的汽車生產(chǎn)量,但目前車規(guī)芯片國產(chǎn)化率僅15%,汽車芯片國產(chǎn)化進(jìn)程刻不容緩。
在新能源汽車需求暴增及國產(chǎn)化替代浪潮下,最近幾年我國汽車芯片設(shè)計公司的數(shù)量也在快速增長。另一方面,隨著下游芯片公司入局車規(guī)芯片,設(shè)計企業(yè)的需求亦帶動了晶圓代工廠在汽車產(chǎn)品上的投入,中芯國際、華虹等本土晶圓廠都逐步完成車規(guī)認(rèn)證。芯片設(shè)計公司的快速增長及本土晶圓廠車規(guī)產(chǎn)品線的投入,使得車規(guī)級芯片測試的市場需求隨之增長。
此外,從供應(yīng)安全角度而言,近幾年海外供應(yīng)鏈頻頻受到政治因素影響,越來越多國內(nèi)的整車廠希望能夠?qū)⒈就恋墓?yīng)鏈作為備份,或是逐步轉(zhuǎn)用本土供應(yīng)鏈產(chǎn)品,以往國內(nèi)車規(guī)芯片基本上都在臺積電流片,封裝測試也更多地在日月光、安靠等完成,這主要是因為早期車規(guī)芯片供應(yīng)鏈一直以來沒有在大陸形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。但適逢汽車國產(chǎn)替代的產(chǎn)業(yè)化浪潮推進(jìn),實現(xiàn)車規(guī)級芯片設(shè)計、制造及封測的國產(chǎn)供應(yīng)鏈自主可控需求迫切,未來車規(guī)級芯片測試產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)化意義更為凸顯,獨立第三方測試企業(yè)將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。
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