中国集成电路测试行业产业链、市场概况、竞争情况及发展趋势分析

(一)定义
集成电路(Integrated Circuit,IC)是指经过外延、氧化、扩散、光刻、刻蚀等半导体制造工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻器、电容器等无源元件,按照一定的电路互联,集成在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。
集成电路测试主要是对芯片、电路等半导体产品功能和性能进行验证,以保证各个环节交付产品的功能和品质。集成电路测试服务于集成电路设计企业、制造企业、封装企业和IDM企业,在保证集成电路的良率、性能、提高产业链生产效率方面具有重要作用。
参与集成电路测试的服务商主要有五类,具体如下:
1、芯片设计公司
芯片设计公司为了满足自身内部的测试需求配置了一定的测试产能。同时,芯片设计公司是集成电路测试行业最大的需求方。在Fabless模式下,芯片设计公司专注于芯片设计,自身没有任何制造、封装和测试的产能,因此其选择封测一体企业、独立第三方测试企业来完成其晶圆和芯片成品的测试需求。
2、晶圆制造企业
晶圆制造企业为了服务于内部生产与研发,通常配备少量的晶圆测试产能,由于产能较小,一旦测试需求超过晶圆代工厂的负荷,晶圆代工厂就会考虑将晶圆测试服务外包给独立第三方测试企业或者封测一体企业来完成。
3、封测一体厂商
封测一体厂商既是集成电路测试服务的供给方也是需求方。封装是“封测一体厂商”最核心的业务,测试是其第二大业务。随着先进封装制程的资金投入越来越大,以及测试技术难度的提升,封测一体厂商将主要精力和资金专注于封装业务,将测试业务外包给独立第三方测试企业来完成的比例越来越高。
在晶圆测试方面,由于与封装的业务关联性不高,封测一体企业的晶圆测试产能通常较小,需要将部分晶圆测试业务外包给独立第三方测试企业来执行,因此与独立第三方测试企业产生较为紧密的合作关系。
在芯片成品测试方面,由于与封装的业务关联性较大,封测一体企业较为重视该业务,但是由于测试平台的类型较多,封测一体企业无法做到封装和芯片成品测试产能的完全匹配,需要将部分芯片成品测试外包给独立第三方测试企业来执行,因此封测一体企业在芯片成品测试业务上与独立第三方测试企业存在既竞争又合作的关系。
4、IDM 企业
IDM企业覆盖芯片设计、制造、封装、测试全流程,通过自建封测厂满足芯片测试需求。IDM公司的封测厂一般不接受外部订单,测试产能规划全部服务于企业内部自身设计和制造的产品。但是,随着行业竞争的加剧以及先进制程的资本性支出急剧上升,为了专注于芯片设计和晶圆制造核心环节,IDM企业有意减少封测环节的投资,将部分测试需求外包给封测一体企业、独立第三方测试企业来完成。
5、独立第三方测试厂商
随着集成电路产业的发展,在“封测一体化”的商业模式上,诞生了“独立第三方测试服务”的新模式,该模式诞生于集成电路产业高度发达的中国台湾地区,并经过30年的发展和验证。该模式是行业专业化分工的产物,也是行业追求更高效率的必然结果,符合行业的发展趋势。独立第三方测试企业专业从事晶圆和芯片成品测试业务,是行业内测试服务的主要供给方,主要服务的客户为芯片设计公司,同时也大量承接封测一体企业、晶圆制造企业、IDM厂商外包的测试业务。
(二)分类
从整个集成电路制造流程上来看,集成电路测试具体包括设计阶段的设计验证、晶圆制造阶段的过程工艺检测(WAT测试)、封装前的晶圆测试以及封装后的成品测试,贯穿集成电路设计、制造、封装全过程。

设计验证是在IC设计阶段,主要采用电学检测技术验证样品是否实现预定的设计功能,需要进行功能测试和物理验证。
WAT测试运用于晶圆的加工制造过程,它是一种物理性、功能性的测试,用以检测每一步工艺后产品的加工参数是否达到了设计的要求,可查看晶圆表面上是否存在影响良率的缺陷,并对膜厚、线宽、关键尺寸等进行检测,确保将加工产线的良率控制在规定的水平之上。
晶圆测试(Chip Probing,简称CP)是指通过探针台和测试机的配合使用,在封装前对晶圆上的裸芯片进行参数测试和功能测试,把坏的芯片拣选出来,以减少封装和后续测试的成本,同时统计出晶圆上的芯片合格率、不合格芯片的确切位置和各类形式的良率等,用于指导芯片设计和晶圆制造的工艺改进。
成品测试(Final Test,简称FT)是在封装后按照测试规范对电路成品进行电路性能测试,目的是挑选出合格的成品芯片,保障芯片在任何环境下都可以维持设计规格书上所预期的功能及性能,避免将不合格的芯片交付给下游用户。同时,芯片成品测试环节的数据可以用于指导封装环节的工艺改进。
从测试的内容来看,集成电路测试主要包括参数测试与功能测试,具体内容如下:

集成电路测试服务提供商及需求方主要涉及芯片设计公司、晶圆制造企业、封测一体厂商、IDM企业和独立第三方测试厂商。
从集成电路产业链来看,集成电路测试属于集成电路行业中游。集成电路产业链可以分为上游支撑产业、中游制造产业以及下游应用三个部分。上游支撑产业主要包括设计工具EDA、IP以及制造用材料和设备等。中游制造产业可以分为设计、制造和封测三个环节。下游主要为集成电路应用,如智能手机、机器人、智能工厂、智慧医疗、可穿戴设备、新能源、航天航空等。

从集成电路测试产业链结构来看,行业上游主要是提供检测设备、化学试剂及其他耗材的生产制造商等;中游主要是集成电路检测分析厂商;下游则是集成电路产业链各类型的检测报告使用者,包括芯片设计、晶圆制造、芯片封装、原材料生产、半导体设备、 模组及终端应用等。
(一)集成电路产业发展助力我国集成电路测试需求持续增长
根据中国半导体行业协会统计数据,中国集成电路销售规模从2015年的3,610亿元增长到2024年的14,419亿元,2015-2024年的年均复合增长率达16.63%。
除了总体规模的提升,我国在设计、制造、封测全产业链环节取得诸多创新成果,企业自主创新能力不断提升,超摩尔领域加速兴起,跨学科、跨领域、跨区域协同创新日趋活跃。未来,在5G、6G、智能网联汽车、人工智能等新兴应用驱动下,我国集成电路产业的市场需求仍将不断增长。

中国集成电路设计业销售额由2015年的1,325亿元增长到2024年的6,620亿元,2015-2024年年均复合增长率为19.57%。设计业销售额在2016年以37.92%的比重超越了封测产业的36.08%,成为我国集成电路最大产业,并且在近几年持续扩大领先优势,至2024年,设计业市场规模占集成电路产业总规模的比例上升到45.91%。
中国集成电路制造业销售额由2015年的901亿元增长到2024年的4,463亿元,2015-2024年的年均复合增长率为19.46%。
封测业是我国半导体领域的强势产业,销售额由2015年的1,384亿元增长到2024年的3,337亿元,2015-2024年年均复合增长率为10.27%。在2016年以前其规模一直处于领先地位。但由于设计业市场规模的快速扩张,封测业占总规模的比例有所下降,占比从2015年的38.34%下降至2024年的23.14%。
(二)中国独立第三方集成电路测试市场空间广阔
集成电路测试成本约占设计营收的6%-8%,假设取中值7%,结合中国半导体行业协会关于我国芯片设计业务的规模数据测算,2024年中国集成电路测试市场规模约为463亿元,预计2025年增长至554亿元,2015-2025年的年均复合增长率为19.57%。

(一)两类竞争主体的竞争与合作
集成电路测试服务的市场参与主体主要分为 “封测一体企业” 和 “独立第三方测试企业” 两类,其格局演变源于行业分工的持续细化。早期测试服务以封测一体企业的内部测试部门对外承接为主,随着先进封装的资金投入强度与测试技术难度不断提升,封测一体厂商逐渐将核心资源聚焦于封装主业,将测试业务外包给独立第三方测试企业的比例持续上升。
两类主体的竞合关系呈现差异化特征:在晶圆测试领域,合作属性更为突出,封测一体企业多选择将相关业务外包给独立第三方测试企业;在芯片成品测试领域,竞合并存 —— 封测一体企业在保留部分自有测试业务的同时,会将部分业务对外外包。
而独立第三方测试企业凭借技术专业性、服务响应效率及定制化适配能力的显著优势,市场份额持续扩大,成为行业增长的核心动力之一。
(二)封测一体企业的竞争格局
封装测试是集成电路产业链的关键环节,经过长期市场竞争,全球已形成头部集中的竞争格局。全球范围内,日月光、安靠科技、长电科技稳居封测一体企业前三甲;聚焦中国大陆市场,长电科技、通富微电、华天科技凭借技术积累与产能规模,位列本土封测一体企业第一梯队,共同主导国内市场竞争。
(三)独立第三方测试企业的竞争格局
独立第三方测试模式起源于中国台湾地区,经过多年发展已形成成熟梯队。全球规模最大的三家独立第三方测试企业均来自中国台湾,分别为京元电子、欣铨、矽格,其技术实力与服务体系处于行业领先水平。
中国大陆独立第三方测试企业起步相对较晚,当前市场呈现“规模偏小、集中度较低” 的特点,但行业成长势头迅猛。主要参与企业包括京隆科技(京元电子大陆子公司)、利扬芯片、伟测科技、华岭股份、上海旻艾等,其中利扬芯片、伟测科技等内资企业凭借技术迭代速度与本土化服务优势,近年实现快速扩张,带动行业集中度持续提升,本土企业的市场竞争力正逐步增强。
(一)国产替代加速,助力国产测试行业快速发展
近年来,国际政治环境日趋复杂,美国持续加大对我国半导体产业的限制,从先进制程、设备到高性能存储(HBM)等多方面设卡。实现产业链自主可控已刻不容缓。在国家一系列产业政策的强力支持下,半导体全产业链国产化进程加速。随着国产芯片设计公司崛起和本土晶圆产能放量,为本土测试企业提供了巨大的市场切入和发展机遇。
(二)技术迭代突破边界,测试行业向高端化演进
后摩尔时代,半导体技术向先进制程、SoC、SiP 及芯粒多芯片集成封装方向发展,芯片集成度与复杂度大幅提升,对测试精度、效率提出严苛要求。
先进封装技术重塑测试价值,全球先进封装占封测市场比重将不断提升,配套测试环节已跻身高算力芯片价值链高端。同时,智能化测试成为新方向,AI、大数据与测试技术融合,推动远程测试、云测试落地,实现测试流程优化与故障预判智能化。
(三)分工专业化成主流,第三方测试企业迎发展良机
行业分工细化推动测试环节独立化发展,Chipless 模式兴起使得苹果、华为等终端企业将测试业务委托专业代工厂,挤压传统 IDM 模式市场份额,独立第三方测试企业迎来增量空间。随着芯片制程升级,晶圆制造与封装厂商逐步缩减测试投入,产能缺口为第三方测试企业创造市场机遇。
同时,规模化与专业化形成核心竞争力,独立测试企业通过多元测试方案迭代与高产能利用率实现成本优势,不仅服务Fabless 企业,更吸引 IDM、晶圆制造厂商外包测试业务。头部企业加速布局服务网络,完善的区域服务能力成为竞争关键。
(四)产业链协同成关键,一站式服务成行业趋势
芯粒多芯片集成封装等技术要求芯片设计阶段即联动晶圆制造与封装测试环节,跨环节沟通与协同成为保障产品良率的核心。封测企业需深度对接上游设计与制造企业,形成从规划到测试的全流程协作,具备晶圆制造背景的企业更易理解客户需求,构建差异化优势。
一站式服务成为行业趋势,整合测试方案设计、执行、数据分析的全链条服务,可减少产业链衔接成本,提升复杂工艺质量管控效率。政策与市场双重驱动下,具备跨环节协同能力与一站式服务实力的企业,将在国产替代浪潮中抢占先机,引领行业高质量发展。
