一、產業基本概念
半導體AOI(Automated Optical Inspection,自動光學檢測)設備是一種基於光學成像和圖像處理算法的自動化檢測係統,用於識別半導體製造全流程中的缺陷(如劃痕、顆粒汙染、圖案缺失等),覆蓋矽片製造、光刻、蝕刻、封裝等環節。
二、設備分類與產業鏈情況
目前根據半導體工序,AOI設備涉及的工藝一般分為四道光檢,第一道光檢是晶圓檢測,第二道光檢是顆粒外觀缺陷檢測,第三道光檢貼片/引線鍵合檢測,第四道光檢是塑封外觀檢測,第4道光檢主要是對芯片外觀進行檢查。主要檢測分類如下:
1.晶圓檢測:用於晶圓級封裝(WLP)的缺陷檢測,包括表麵顆粒、劃痕等。
2.顆粒外觀檢測:檢測封裝過程中的顆粒汙染或異物。
3.貼片/引線鍵合檢測:檢查芯片貼裝精度及引線焊接質量。
4.塑封外觀檢測:封裝後外觀完整性檢測,如裂紋、氣泡等。
第三道光學檢測AOI設備(三光機)是半導體封裝行業中的關鍵檢測設備,主要用於第三次光學檢驗。通過光學鏡頭對芯片封裝後的外觀缺陷進行檢測,例如框架變形、空粘、粘歪等異常。主要用於封裝後段工藝,確保產品無缺陷流入下遊環節。本文主要針對三光機市場進行分析。
三、半導體設備行業發展現狀及預測
(一)全球半導體設備產業發展狀況
集成電路設備作為貫穿半導體全產業鏈的技術先導者,是半導體產業發展的基礎和關鍵支撐。近年來集成電路設備行業表現出較高的增長態勢,但現階段受下遊晶圓廠以及存儲器廠商產能利用率下滑,同時疊加高庫存水平影響,產業的周期性調整趨勢逐步傳導至上遊半導體設備行業。據SEMI統計,原始設備製造商的半導體製造設備全球總銷售額預計將在2023年達到1000億美元,比2022年創下的1074億美元的行業記錄收縮6.1%。預計半導體製造設備將在2024年恢複增長,在前端和後端市場的推動下,2025年的銷售額預計將達到1240億美元的新高。
(二)全球半導體前道設備產業發展情況
按細分市場劃分來看,包括晶圓加工、晶圓廠設施和掩模/掩模版設備在內的前道設備領域預計將在2023年下滑3.7%,達到906億美元。同時,由於存儲芯片產能增加有限和成熟產能擴張暫停,晶圓廠設備領域的銷售額預計在2024年將比2023年增長3%。隨著新的晶圓廠項目、產能擴張和技術遷移將投資提高到近1100億美元,預計2025年將進一步增長18%。
(三)中國半導體設備產業發展情況
1.中國半導體設備產業市場規模
半導體前道設備投資量平均每年占半導體設備總額的80%左右,我國半導體設備行業在下遊快速發展的推動下,保持快速增長。據數據,2022年中國半導體設備市場規模為282.7億美元,同比下降4.6%。我國半導體設備行業市場規模在2017-2022年的年複合增長率為28%,增速明顯高於全球。據預計,2023年和2024年中國半導體設備市場規模將分別為390.8億美元和449.20億美元,同比分別增加38.29%和14.94%。
2.中國半導體前道設備市場情況
從現階段國內半導體設備廠商產品覆蓋情況來看,國產設備廠商正積極布局半導體前道設備市場。中國大陸半導體前道設備銷售額2022年受晶圓代工產業影響,銷售額同比下降6%,從2017年的450.4億元增長到2022年的1540.4億元,GAGR為27.8%。
(三)中國半導體封裝設備產業市場規模
受全球經濟增速下行和整體宏觀經濟周期等因素影響,消費電子等終端市場景氣度及需求有所下滑,疊加芯片廠商庫存較高及封測市場產能分化嚴重,2023年中國封裝設備市場下滑21.6%,市場規模達140.1億元。隨著龍頭封測公司2023年擴產規劃指引將帶動中國封裝設備整體市場向好,預計2024至2025年中國封裝設備市場有望迎來高速增長,預計2025年市場規模將達226.6億元。
四、中國半導體第三道光檢AOI設備市場現狀與預測
根據Yole數據,2022年我國AOI檢測設備市場規模約為211億元,2025年市場規模將達到320億元,2022年-2025年CAGR達到15%。2019年全球AOI檢測設備應用最多的是PCB行業,占到總體市場的69.1%,半導體占20%左右。因此按此推算,2024年國內半導體AOI設備市場規模為55.8億元,2025年預計將達到64.2億元。
封裝檢測設備占比:根據SEMI統計,後道封裝設備約占整體設備的15%,因此本文中國半導體AOI市場(2024年55.81億元)中,後道封裝檢測工序的三光機和四光機合計占比約為15%左右,規模約8.37億元。
三光機與四光機拆分:根據封裝環節設備需求,三光機(主要用於固晶和引線鍵合後檢測)占封裝檢測市場的50%左右,對應市場規模約為約4.19億元。
如上推理,通過整理2022-2024年中國半導體AOI設備和目前各環節設備市占率情況,可以推算2022-2025年中國後道檢測中三光機市場規模如下:
五、中國半導體第三道光檢AOI設備行業情況
中國半導體AOI設備競爭格局呈現國際廠商、台灣廠商與本土廠商三足鼎立的態勢。國產2D AOI設備已實現完全替代,但3D AOI設備國產化率僅10%-20%,高端市場仍依賴進口。
聚焦到三光機市場來看,目前國內主要的市場參與者包括、、明銳理想、深圳格芯等企業。目前國內top 5 龍頭企業基本占據80-90%的市場份額,主要企業如下:
(一)矩子科技
矩子科技(股票代碼:300802)成立於2007年,是專注於機器視覺設備和智能控製組件研發的高新技術企業,產品涵蓋3D AOI、3D SPI等檢測設備及控製線纜組件,應用於消費電子、半導體、新能源等領域。2024年上半年營收3.16億元,同比增長13.45%,毛利率30.13%。主要客戶包括蘋果、華為、小米的代工廠及、京東方等,並進入NCR、Ultra Clean等國際供應鏈。在三光機設備領域,2024年公司市場份額預計在35%左右,半導體AOI設備已實現進口替代並供貨頭部封測廠商
(二)長川科技
長川科技(股票代碼:300604)成立於2008年,總部位於杭州,是國內半導體測試設備龍頭企業,專注於集成電路測試機、分選機、探針台及AOI光學檢測設備的研發與生產,擁有超950項專利(發明專利超300項)並通過並購新加坡STI等企業實現全球化布局178。2024年公司營收達25.35億元(前三季度,同比+109.72%),全年淨利潤預計4-5億元(同比+785.75%-1007.18%)4916,主要客戶包括、、、日月光等封測龍頭以及、長江存儲等晶圓廠4815。市占率方麵,其測試機國產替代率超50%(模擬測試機國內第一),分選機全球市占率約2%(全球第五),SOC測試機在高端市場加速突破。
(三)深圳格芯
深圳格芯集成電路裝備有限公司(以下簡稱“格芯”),前身是深圳格蘭達智能裝備股份有限公司半導體裝備研發事業部。格蘭達自2006年起就開始投身於集成電路、自動化設備的研發和生產,積累了近20年豐富的行業研發製造經驗。2020年,格芯正式成立,憑借前期深厚的技術積累與沉澱,迅速成長為一家在集成電路芯片檢測領域極具實力與潛力的企業。
格芯專注於集成電路芯片檢測裝備的研發、生產與銷售,矢誌成為中國集成電路芯片檢測設備的領先供應商,打破國外進口壟斷。作為國家級高新技術企業、深圳市專精特新中小企業,格芯掌握著國際先進、國內領先的集成電路封裝測試核心技術,填補了國內多項技術空白。
在技術創新的驅動下,格芯持續積累創新和研發優勢,尤其在半導體後道 AOI 自動光學檢測設備細分領域表現突出。其產品與解決方案廣泛應用於 ASE、長電、嘉盛、華天、通富微等數十家全球知名企業,憑借卓越的產品質量和優質的服務,在行業內樹立了良好的口碑。從三光機市場來看,深圳格芯2024年市場占有率約為20%。
(四)明銳理想
明銳理想(深圳明銳理想科技有限公司)成立於2010年,是國家級專精特新“小巨人”企業,專注於工業視覺檢查設備(AOI/SPI/AXI)的研發與生產,產品覆蓋PCBA板級組裝、半導體封裝及Mini LED檢測領域,客戶包括富士康、捷普、比亞迪、華為、蘋果、特斯拉等頭部企業。2022年其PCBA領域AOI設備國內市場占有率超16%,2024年營收年均增幅超50%(主要受益於汽車電子需求增長),研發投入占比超總人數三分之一並擁有近百項專利。截至2025年,公司服務全球超1000家EMS製造商,在30餘個國家和地區設銷售網點。
集微谘詢專精特新市場占有率業務
集微谘詢以半導體產品、半導體產業鏈、終端應用三位一體的研究體係為基礎,用專業的服務為中國ICT產業賦能。致力於“為企業發展需求提供行業市場占有率認證 證明、產品認證 證明、項目可行性 商業計劃書專業解決方案”的專業谘詢顧問機構。
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