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前言

全球ATE设备发展简史

参考文献


前言

本文,对ATE设备的发展史,及其市场规模,做了调研和整理。

文章最后,附上参考文献。

 

全球ATE设备发展简史

       自动化测试设备(ATE,Automatic Test Equipment)是一种通过计算机控制进行器件、电路板和子系统等测试的设备。通过计算机编程取代人工劳动,自动化的完成测试序列。自动化测试设备(ATE)已是全球半导体设备产业之中的重要组成部分。

  自动化测试设备(ATE)的应用场合涵盖集成电路整个产业链,主要包括了芯片的设计验证、晶圆制造相关的测试到封装完成后的最终成品测试。

  自动化测试设备(ATE)从1960年代发展至今,已经形成泰瑞达(Teradyne)与爱德万测试(Advantest)的双寡头格局,占有全球近90%以上的市场。在SOC测试系统与存储器测试系统方面,泰瑞达与爱德万各有优势。

  但是在模拟测试系统方面,中国厂商华峰测控(AccoTest)经过多年研发和布局,已经取得了不俗的市场份额,产品不仅在国内大批量安装,而且已经进入美国、欧洲、日本市场,获得多家顶级IDM公司内采购。

  广立微(Semitronix)十年磨一剑,研制出快速电学参数测试机Semitronix Tester,为客户提供准确且高度自动化的测试解决方案用于快速和更好地监控工艺。

  但是早期的半导体测试设备发展并不完全是由这些独立的设备商引导,而是由半导体制造公司主导的。仙童半导体(Fairchild)、德州仪器(TI)等制造企业生产ATE用于内部使用。据悉在20世纪70年代末,仙童半导体(Fairchild)掌握全球范围70%的ATE市场。

  下面,芯思想带着大家简单回顾一下ATE的发展简史。

  1960年代:初创期

  1960年,泰瑞达(Teradyne)在Joe & Nemo热狗店上方的阁楼成立,1966年推出配备小型计算机的集成电路测试仪J259,可以说J259标志着半导体行业中自动测试设备(ATE)时代的开始。

  1965年,仙童半导体(Fairchild)自动化测试部门成立,推出5000C(模拟器件测试)和Sentry 200(数字电路测试),5000C和Sentry 200都由自主开发的24位,10MHz计算机FST2进行控制。

  1965年Everett Charles Technologies (ECT)成立,从事电路板测试。

  1970年代:发展期

  1972年,武田理研工业(Takeda Riken Industries)推出了10MHz的LSI测试系统T-320/20,进入半导体测试市场。武田理研工业(Takeda Riken Industries)创办于1954年,初期是一家电子测量仪器制造商。

  1975年电子仪器测试商General Radio Company更名GenRad,在仙童半导体(Fairchild)的人员支持下推出数字测试系统R16/R18,进入半导体ATE设备市场。General Radio Company成立于1915年。

  1976年,武田理研工业(Takeda Riken Industries)推出全球首个DRAM测试机台T310/31,取得了成功。

  1976年,泰瑞达(Teradyne)员工Graham Miller和Roger Blethen离职创办了LTX。据传LTX公司名称的由来是由于创始人于圣诞节离开泰瑞达(LeftTeradyneonX'MAS)。

  1976年,通用电气(General Electric)电子测试设备的研究员和设计师Luciano Bonaria在意大利都灵创办了SPEA,用于电子和自动化系统测试。

  1976年,Len Foxman创办Eagle Test Systems,开始提供测试解决方案。

  1978年GenRad员工离职创办Trillium Test System。

  1979年,斯伦贝谢(Schlumberger)收购Fairchild Camera and Instrument,包括仙童半导体(Fairchild)。

  1979年,武田理研工业(Takeda Riken Industries)推出达100MHz的测试速度的机台T-3380(非存储设备)和T-3370(存储设备)。

  1979年,设计测试软件解决方案商Test Systems Strategies Inc.(TSSI)成立,服务于矢量转换和模式验证市场;其主要贡献是Waveform Generation Language (WGL)的发明。(1994年TSSI和See Technologies合并,组建了Summit Design;1997年Summit出售TSSI给Credence;2005年TSSI再次成为独立公司)

  1979年,泰瑞达(Teradyne)开始在中国拓展业务。

  1970年代末,仙童半导体(Fairchild)的ATE设备占有全球70%的市场,Fairchild开发了Sentry 400、Sentry 600、Sentry 7、Sentry 8等测试系统用于数字电路测试。

  1980年代:进入VLSI时代,产业并购开始

  1981年,泰瑞达(Teradyne)发布第一款超大规模集成电路不停机测试系统J941;1982年J941赢得英特尔公司100万美元的合同,英特尔对泰瑞达和J941投下了信任票。

  1982年10月,仙童半导体(Fairchild)将自动化测试部门分拆成立仙童测试系统(Fairchild Test Systems)。

  1982年,David Mees创办Semiconductor Test Solutions(STS),进入半导体测试领域,当时STS的策略是针对一些中小ASIC公司提供服务,而不是寻找大公司。

  1985年,武田理研工业(Takeda Riken Industries)更名爱德万测试(Advantest)。

  1985年,Semiconductor Test Solutions(STS)推出了STS 6000系列测试系统,服务于超大规模集成(VLSI)和大规模集成(LSI)芯片。

  1985年,Trillium总裁被害;LTX收购Trillium Test System。

  1986年,仙童测试系统(Fairchild Test Systems)更名斯伦贝谢测试系统(Schlumberger Test Systems)。

  1986年,泰瑞达(Teradyne)推出了第一款模拟VLSI测试系统A500。

  1987年,INNOTECH成立,后由贸易公司转型,现在开始提供NAND和CMOS图像传感器测试机台 。

  1987年,Semiconductor Test Solutions(STS)发布了STS 8000系列测试系统,并获得美国国防部和美国商务部的许可,将其系统运往中国。

  1988年,SPEA为苏联半导体制造厂制造了一台采用水冷(water cooled)的芯片测试设备Comptest MX 500。

  1988年,Semiconductor Test Solutions(STS)收购Axiom Technology,强化混合信号(Mixed Signal)测试。

  1989年,Semiconductor Test Solutions(STS)收购了ASIX Systems,更名ASIX-STS。

  1990年代:SoC测试系统来临

  1990年,ASIX-STS更名科利登(Credence Systems Corp.)。

  1991年,科利登(Credence)收购泰克(Tektronix)的半导体测试系统部门,科利登籍此进入高端测试系统市场。

  1991年,TMT,Inc.成立,专注RF /无线、混合信号和线性半导体器件领域,推出ASL系列RF测试系统。

  1992年,爱德万测试(Advantest)通过当时业界最高分辨率的LCD驱动器测试系统G4350(用于研发)和G4310(用于批量生产),得以进入LCD测试市场。

  1992年,科利登(Credence)推出了Vista和SC 212测试系统。

  1993年,爱德万测试(Advantest)推出测试速度高达500MHz/1GHz的VLSI测试系统 。

  1993年,北京华峰测控技术有限公司成立,专注于半导体元器件测试筛选设备和专用智能化测试系统的研制。

  1995年,SPEA进入了处理器测试领域,首个订单来自Swatch集团,用于测试手表芯片。

  1995年,科利登(Credence)收购内存测试设备供应商EPRO。

  1996年,泰瑞达(Teradyne)推出Marlin存储测试系统,这是第一个能够同时进行DRAM测试和冗余分析的系统。

  1997年,泰瑞达(Teradyne)推出了第一个具有实时转换能力的结构到功能测试系统J973。

  1997年,科利登(Credence)收购Zycad的TDX系列故障和测试产品线。

  1997年,泰瑞达(Teradyne)推出了首款片上系统(SOC)测试系统Catalyst。

  1998年,泰瑞达(Teradyne)推出了一种用于低成本设备大批量测试的测试解决方案Integra J750,J750现在还大量使用。

  1999年,安捷伦(Agilent)从惠普(HP)分拆出来,同年推出V93000平台,平台功能强大,可测试用于各种终端产品(从数字电视到无线通信设备)的片上系统(SOC)和系统级封装(SiP)器件。

 

       现今,美国的Teradyne并购了Nextest和 Eagle Test;日本,则是Advantest;

      目前国内市场仍主要由美国泰瑞达(Teradyne)、日本爱德万(Advantest)、美国安捷伦(Agilent)、美国科利登(Xcerra)和美国科休(Cohu)等国际知名企业所占据。

       根据SEMI ,2017年全球半导体设备市场规模将达410.8 亿美元,其中测试设备市场规模将达34.6亿美元。

      半导体设备属于半导体产业链壁垒最高的环节,核心技术与产业链由欧美日台龙头掌握。2015 年国产半导体设备的销售额不足整体的8%,国产替代空间极大。

         2017年芯片设计公司占全球集成电路总销售额的27%,集成电路作为半导体产业的核心,市场份额达83%,由于其技术复杂性,产业结构高度专业化。随着产业规模的迅速扩张,产业竞争加剧,分工模式进一步细化。目前市场产业链为IC设计、IC制造和IC封装测试。在核心环节中,IC设计处于产业链上游,IC制造为中游环节,IC封装为下游环节。2018年中国集成电路设计业营收额(产值)可望达到375亿美元(约合人民币2401.87亿元)左右,同比增长26.20%。

         目前中国大陆工业化初步完成,正在逐步从GDP高速增长切换至GDP高质量增长,而且随着劳动力成本的逐渐提升,廉价劳动力的比较优势逐渐消失,因此产业亟待进一步向资本密集型、技术密集型乃至知识密集型的方向升级,而目前中国大陆IC产值在GDP中的占比仍很低,只有0.65%。

        半导体设备行业作为半导体产业的上游核心环节,技术门槛极高,处于寡头垄断局面,国内产业相对薄弱。受益于半导体产业快速发展和庞大市场规模,半导体设备市场规模巨大。据数据调查统计,2018年全球半导体设备市场销售额将持续增长7.5%,达到601亿美元,再创历史新高。

 

 

 

参考文献

[1] http://dy.163.com/v2/article/detail/E89527BE0511CPMT.html

[2] http://www.sohu.com/a/192197415_99911594

[3] http://www.chyxx.com/industry/201811/691889.html