來更新一下冷門的儀器公司,也就是聚焦在中高階半導體測試儀器的影像感測、高功率、類比暨混合訊號測試儀器公司,美達科技。
美達科技AMIDA,是一家以「中高階半導體測試儀器及系統技術開發」為主,總部位於臺灣的半導體、光電和光通訊產業的量測解決方案的全球領導廠商。其客戶群包括歐洲、美洲與亞洲各地的主要IC 晶片設計,晶圓製造廠,封裝測試業者。美達科技團隊擁有二、三十年的開發經驗,已經成為類比暨混合訊號 IC 測試機的知名廠商之一。公司長期發展計畫係成為世界級的企業。
美達科技AMIDA 為半導體製造產業開發了電源 IC 測試系統、混合訊號 IC 測試系統和車電用高功率IPM/IGBT 測試系統。並為 CIS、相機模組和鏡頭的高量產檢測,提供 CMOS 影像感測模組測試解決方案。美達科技也開發了 AMIDA VCSEL 晶圓量測系統與飛時測距(TOF) 測試解決方案、Lidar測試。
近年來第三類半導體SiC及GaN以及AI,COWOS的應用崛起,是市場主流趨勢。美達科技也對這趨勢做相關設備做研發。如提高電壓電流測試需求至6KV和300mA。在精密封裝方面,也提高接點的測試能力至2萬點,甚至3萬點。
另外,晶圓老化測試在半導體製程已經是重要的。在這測試中,可有效的挑揀出良莠產品,並改善半導體後段製程。晶圓老化測試是晶圓上施加溫度,電壓等刺激,剃除那些早期失效的產品。晶圓老化測試至今較少廠商入主該市場。
以下為美達科技儀器產品和測試元件類別類別:
美達科技產品包含影像感測測試解決方案,高功率測試解決方案,類比暨混合訊號測試解決方案。在類比暨混合訊號和高功率方面,美達有(A)AMIDA 5000系列 (B)AMIDA 3000系列 (C)AMIDA 3600系列 (D)ATI 600系列 (E)ATI 100 (F)模組(MQVI、HOVI、HVI、DSC、DVI、AWG)。在影像感測,美達有(A)AMIDA 2000 CIS 系列 (B)VCSEL(LIV / FF / NF)系列 (C)LiDAR(LIV / FF / NF)系列 (C)其他 CIS 配件及影像感測周邊應用。
儀器測試的元件類別包含SIC,IPM,IGBT,PMIC 電源管理 IC,Power Amplifier 功率放大器,LCD Driver 面板驅動 IC,Motor Driver 馬達驅動器,LED Driver,Battery Management 電池管理 IC,CMOS Image Sensor CMOS 影像感測器,Touch Sensor 觸控感測器,Hall Sensor 霍爾感測器,LD Sensor 雷射二極體感測器,Back Side Emitter Laser 元件,VCSEL 元件,LiDAR 元件...........。
(1)影像感測測試解決方案
(a)AMIDA 2000系列 測試機
AMIDA 2020XP CIS測試機是美達科技最新一代的 CMOS 影像感測專用量測儀器,集合DC開路/短路/漏電測試、AC Pattern測試及影像測試於一體,採用180 Pin高速電纜線連接至測試端。除了具備原有的真實與精確的量測外,更為影像鏡頭模組和相機鏡頭的高通量檢測而設計的高產出量產解決方案,經過近20年來的量產經驗,已經深受國內外一級大廠導入生產。
(b)AMIDA VCSEL 測試機
針對VCSEL 測試機,提供各式高電流pulse 精準量測源及光學整合系統,架構於現有主流探針台的解決方案。AMIDA VCSEL 測試機,可分成LIV量測系統、Near Field量測系統及Far Field量測系統等三大部分。要達到上述三種量測,除了必須之光學元件及光學儀器外,核心技術就是要能提供快速且穩定電流脈衝來驅動 VCSEL 雷射二極體致能發光,進而能測試光與電種種特性。美達科技有能力自行開發快速且穩定電流脈衝源。
(2)高功率測試解決方案
美達科技成功地開發出高功率的IPM/IGBT 測試解決方案 AMIDA-3601 IPM/IGBT Tester ,在車用電子、智慧電網、節能家電…等新興產業,提供了最有效益的量測需求。
(3)類比暨混合訊號測試解決方案
(a)AMIDA 5000 測試機
AMIDA 5000 為高階性能測試系統, 結合類比、混合訊號和邏輯的最新的測試解決方案。 高腳數-有多逹512個智慧多功能引腳架構及128個站點。針對各種消費性元件在電源管理和行動裝置元件提供成本最優化的測試解決方案的能力。此系統的平行測試數量與能力等級更高。本系列測試系統提供了高速的硬體和軟體整合功能的強大測試組合。 5000 系列測試系統是工程驗證和量產的最佳類比、混合訊號、數位 IC 、PA測試系統。它能夠輕易地連結到所有知名的晶圓針測機和分類機,而且同時支援平行並測功能。
(b)AMIDA 3001XP 測試機
AMIDA-3000 系列推出了兩款新的類比/混合信號和邏輯選項—AMIDA- 3001XP 和 AMIDA-3KS 測試系統。這兩款都強化了 AMIDA-3000 系列在各種消費性元件在電源管理和行動裝置元件提供成本最優化的測試解決方案的能力。 AMIDA–3000系列提供了每個測試系統其模組的類比通道兩倍以上的數量,從因此大大降低了每個通道的購置成本,使整個測試系統的類比通道數量提高了一倍以上。這使得此系統的平行測試數量與能力等級更高,也讓此測試機的IC單位測試成本更低更具效益。本系列測試系統提供了高速的硬體和軟體整合功能的強大測試組合。AMIDA-3001XP測試機內置的即時通訊協定檢測功能,除了簡化測試開發的複雜與困難度,更能利用其高速運算能力大幅縮短測試時間。
AMIDA-3KS測試系統提供較低的成本,為所有的消費性電源管理IC與手攜式產品元件提供成本優化的測試解決方案。AMIDA-3KS 測試機在測試頭為所需的類比板卡通道數提供6個板卡插槽,因此降低了整體系統的採購成本,使每個板卡通道數的成本效益提高2倍,更可讓客戶的產品測試時間大幅度縮短。
(c)AMIDA ATI 600 測試機
MIDA ATI 600 Tester為半導體元件( MOSFET、BJT、DIODE,… 等)專用測試系統,透過填表與可編輯的程式控制,精準與快速測得產品的參數。在實際應用上,無論CP 或 FT 量產測試,或是元件特性的研究工程,AMIDA ATI 600 Tester實為使用者最佳的選擇。
產業簡單介紹
(1)半導體自動測試設備(ATE,Automatic Test Equipment)
半導體自動測試設備(ATE,Automatic Test Equipment)是檢測晶片功能和性能的專用設備,測試設備對晶片施加輸入信號,收集被檢測晶片的輸出信號與預期值進行比較,判斷晶片在不同工作條件下功能和性能的有效性。晶圓測試的對象是未切割的整個晶圓,屬於在前段製程中對半成品的測試,目的是監控前段製程良率,並降低後段封裝成本。而成品測試是對完成封裝的積體電路產品進行最後的質量檢測,主要是針對晶片應用方面的測試,有些甚至是待機測試,以保證出廠產品的合格率。
半導體測試貫穿設計、製造、封裝全過程。從最初形成滿足特定功能需求的晶片設計,經過晶圓製造、封裝環節,在最終形成合格產品前,需要檢測產品是否符合各種規範。按生產流程分類。半導體測試可以按生產流程可以分為三類:驗證測試、晶圓測試、封裝測試。其中驗證測試,又稱實驗室測試或特性測試,是在元件進入量產之前驗證設計是否正確,需要進行功能測試和全面的 AC/DC。特性測試確定元件工作參數的範圍。通常測試最壞情況,因為它比平均情況更容易評估,並且通過此類測試的元件將會在其他任何條件下工作。
IC 市場長期以來以數位 IC 所佔比重較高,全球半導體測試設備廠商,也多以提供數位 IC 測試方案為主,隨著產業物聯網(IoT)、人工智慧(AI)和 3D 感測等應用崛起,類比應用變成非常廣泛,類比和邏輯的混和訊號 IC 應用也發展蓬勃,但由於類比 IC 產品進入障礙較高,新進廠商較難輕易跨入。
數位電路的訊號是以 0、1 非連續方式傳遞,類比 IC 則是屬於光、聲音、 速度和溫度等自然現象的連續性訊號,類比 IC 設計因為需精通半導體元件物理、製程和電路設計,再加上產品認證期長、需歷經繁瑣的調整及驗證專用製程,且測試難度亦高,因此類比 IC 的技術門檻較數位 IC 為高,相關測試設備之進入門檻相對也較高,且半導體廠商對品質極為注重,需長期經營才 能獲得客戶之信任及採用。
根據國際半導體產業協會(SEMI)公布 2023 年全球半導體設備銷售總額, 相較 2022 年的 1,076 億美元歷史新高微幅下滑 1.3%,至 1,063 億美元。其中,全球半導體自動測試設備(ATE)市場銷售額達到了63.2 億美元,佔整體半導體設備整體比例為6%,
(2)電動車
隨著全球主要國家陸續宣布電動車政策,各國預計在 2025 到 2040 年間禁售燃油車,發展電動車關鍵系統少不了高功率半導體,汽車產業首度被視為推動半導體產業營收成長幅度關鍵的產業,半導體產業的成長越來越依賴於電動車產業的快速崛起與其周邊充電樁裝置、AI導入電動車、自動駕駛功能的發展方向。
(3)元宇宙
(4)CIS
CIS(CMOS Image Sensor)應用範圍廣泛,如手機、遊戲機、電腦、行車紀錄器、監控系統等,隨著物聯網(IOT)、人工智慧(AI)、車用電子等迅速發展, 其應用更為多元化,如駕駛輔助系統、無人機、掃地機器人等。而隨 CIS 技術快速進步,也帶動原本應用市場之增長,如手機上CIS 解析度不斷提升, 且搭載雙鏡頭比率不斷提高,監控系統除轉換為數位網路攝影機(IP Camera),解析度需求亦提高,而汽車後攝影機已成為美國的強制要求,全球範圍內每輛車的攝影鏡頭數量亦不斷增加,無論是駕駛輔助系統(ADAS)還是 360°停車輔助鏡頭,除了質量提高,攝影機的數量也在增加,CIS 正處於黃金時代。
另外,中國手機品牌廠推出性價比更高的高畫素多鏡頭機種,成為三星爭食 SONY 市佔的最大助力。品牌廠仍把高畫素相機作為高性能差別化的行銷賣點, 隨著鏡頭數需求增加,對 CIS 需求也會跟著增加。
(5)3D 感測
感測器逐漸由傳統型向智慧型手機方向發展,更進而向電動車產業、無人機等相關產業發展,因此感測器市場應用將日益繁榮。感測器作為儀器儀錶的核心元件,其性能及輸出信號的處理和終端計算能力的性能決定了儀器儀錶的性能。近年來受工業氣體檢測、環保、醫療等領域的智慧化、數位化市場需求的持續帶動,全球感測器市場規模保持穩步增長。
手機領導廠商 Apple 於 2017 年發布 iPhone X,其臉部辨識功能啟動 3D 感測應用,帶動垂直共振腔面射型雷射(Vertical Cavity Surface Emitting Lasers,VCSEL)之需求。3D 感測技術是面部識別的核心,而早期 3D 感測系統一般都使用 LED 作為紅外光源,由於 LED 不具有諧振腔,導致光束更加發散,隨著 VCSEL 技術發展的成熟,美達科技在 VCSEL(LIV / NF / FF)測試系統在精確度、小型化、低功耗、可靠性均佔有優勢,且性價比特優。相關技術除手機外,也可應用於汽車、機器人及醫療等產業,因此美達科技特別再研發 LiDAR(LIV / FF / NF)光達感測測試系統,以 100 nS 的超高速反饋達到即時安全防衛與準確有效控制機制。
美達科技,是一家影像感測、高功率、類比暨混合訊號測試儀器公司,近2年ROE為1%,13%。毛利率為60%,66%。資產負債率為10%,13%。以2023年為例,公司營收以混合訊號和高功率產品佔69.7%。影像感測產品佔18.7%。其它佔11.6%。銷售區域以台灣佔67%,中國佔32%,其它佔1%。美達科技研發費用佔營業收入比率15.5%。
競爭
美達科技主要係提供類比及大 A(Analog)小 D(Digital)混合訊號 IC 之測試解決方案,類比及大 A 小 D 混合訊號 IC 使用之晶片主要係採用 6 吋或 8 吋晶圓廠製程,封裝材料及技術亦較為成熟,記憶體、數位 IC 則需使用較高階製程晶圓及封裝,成本較高,而測試費用係以時間計價,相較之下,類比及大 A 小 D 混合訊號 IC 之晶片因成本較低,測試費用佔整體成本比重相對較高,故測試設備之價格及效率,對成本控制影響甚鉅。與國外領導廠商相較,美達科技所提供產品功能已接近國外領導廠商,甚至凌駕國外廠商之主流機種。
半導體測試與量測設備市場目前係由海外大廠所主導,主要領導廠商為 Teradyne、Advantest、Cohu 等,其中Teradyne、Advantest主要為測試機。國內主要廠商則為致茂。這些同業除了供應測試設備,本身也是知名半導體測試廠商。由於半導體 IC 仍以數位 IC 所佔比重較高,各領導廠商之產品均涵蓋數位及類比 IC 測試產品,其中 Advantest 數位產品佔比約達 99%,美達科技則專注發展於影像感測測試解決方案,高功率測試解決方案,類比暨混合訊號測試解決方案。
進入障礙
半導體產業對設備要求高,除價格因素,亦對產品品質具重大影響,故極重視廠商品質技術及服務之穩定,一般新廠商難以打入,需經歷長期耕耘取得客戶信任。
客製化
量測儀器產業之產品,不似一般量產型工廠生產製造具高度一致性與重複性,依不同客戶及所測試之產品需求,會採用不同規格之零件,並進行調整及設計,故在生產製造不易制式化處理,生產流程也較為複雜,加上所需零件種類及規格繁複,造成採購成本較高,存貨成本也會較高,良率比例也間接影響維修成本墊高,此三高問題皆為儀器產業同業們發展上的共同不利因素。
發展趨勢
(1)類比暨混合訊號測試解決方案
大部分的電子產品都是由功能不同的數位 IC、類比 IC 以及混合訊號 IC 組成,近年來受物聯網(IoT)應用之帶動,消費電子、汽車電子、工業電 子與醫療電子因應不同應用市場需求發展,智能家電與 3C 產品隨著全球 3C 產品不斷整合和工業類產品智慧化以及低能耗的需求,終端應用漸漸走向短生命週期、低耗電量、輕薄短小與多功能整合的趨勢,而汽車電子、工業電 子等則需要電壓承受度更高的大功率元件,對電源的穩定性及電壓的精準度也就更為要求。
針對市場的發展與需求,開發高功率、高腳數、混合式、高整合性、高速量測等 IC 測試解決方案,將是測試設備發展趨勢。美達科技產品亦逐步朝業者需求方向發展,近年來新研發的萬用型多功能測試機(AMIDA 5000 Tester),其應用功能涵蓋層面甚廣,除大幅增加類比通道數(channel)以提高測試效率外,同時亦能滿足客戶對高電壓、大電流、等大電力的高平行測試 Site 數需求,且美達科技應用測試軟體功能彈性較高,可更落實客戶端真實的需求,藉此可協助客戶降低大量的人工成本,大幅提升產品的品質與高產出量,有利於客戶降低測試製程之資本支出。
(2)高功率測試解決方案
在電動車產業、低軌衛星與節能家電等應用的高功率元件、模組之 AMIDA 600 & AMIDA 3600 序列產品與 AMIDA VCSEL(Pulser、ToF、 LiDAR,…等)等感測系統應用,都屬於目前與未來產業高度成長的產品。 由於此類型量測系統的技術層次太高,非一般同業能輕易介入與威脅,目前美達科技主要的競爭對手是國際設備大廠~Teradyne。
因應高功率產業興起,電動車相關周邊應用、5G 應用崛起及低軌衛星的無遮蔽性優勢將輔助其通信屏障與 WiFi6 大量運用,美達科技是國內唯一打入中國一線半導體廠商供應鏈,尤其在車用電子產業更是中國主力客戶的車用電子元件之主力設備供應商外,也成為中國電動車龍頭的車用電子 MOSFET、IGBT、智慧功率模組(IPM)的主力測試解決方案供應商,同時也是國內最大 EMS 廠的唯一車用電子(IGBT / IPM)測試設備配合廠商。
在高功率產品應用面,美達科技的 AMIDA 600、AMIDA 36XX 系列產品不但可以提供車用電子測試方案,同時也提供了自主研發的 3KV、6KV與 300A、1000A 或是更高功率的模組產品等高電壓、大電流等產品應用之測試解決方案,今年更往20KV、2KA邁進。目前產品已經在電晶體、MOSFET、IGBT 及 IPM 等相關高功率元件量產規劃,協助眾多集團級客戶從 IC 到晶圓級 CP 與模組 FT 的量產開發。
基於產業趨勢,相關測試設備產品歷時 10 年、20 年仍可持續使用,足顯見此類型產品生命週期不輕易遭受產業趨勢變化而淘汰。車用電子/低軌衛星/能源市場(含第三類半導體~ GaN & SiC),未來發展趨勢已然確定。 相信美達科技的 AMIDA 600 & AMIDA 36XX 系列測試系統,有能力針對複雜多變的整合類型高功率模組,提供快速垂直整合的量產與客製化服務,更能提供客戶完整的測試解決方案。
(3)影像感測測試解決方案
在影像測試方面,美達從 CIS(CMOS 影像感測器)、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)以至於 ToF(Time of Flight)、Lidar、邊射式雷射等測試系統的開發,不斷提供業界應用於 3D 影像感測器、雷射元件等測試的需求。
隨影像感測技術快速進步,加上物聯網之帶動,加速原本應用市場之增長,並促使應用多元化,傳輸高速化、影像朝超高畫質發展已成相關產品發展趨勢,對解析度的要求不斷提高,而 VCSEL 雖為 3D 感測的最佳解決方案之一,但為進行更長距離感應,則需要增加更多功率,故配合未來應用之需求,針對高畫質、高功率之影像 IC 開發相關量測解決方案,為量測設備發展趨勢。
成長性
IC 產業透過各個需求面快速的發展,全球半導體應用之市場規模逐年增加,隨半導體產業規模持續擴張,半導體測試設備之市場需求有相當大的成長空間,而由於 IC 市場龐大且競爭激烈,而國外測試設備價格高,已壓縮到 國際 IC 大廠的獲利空間,故國際 IC 業者為了搶佔市場,除不斷提升技術能力外,同時也尋求性價比較高的測試設備,以提高其產品的競爭力及獲利空 間。
產品週期
公司測試儀器產品週期平均使用週期在 5 年以上,銷售對象為國內外各 IC 設計公司及封裝測試廠商。由於終端客戶採購設備係依每年度資本支出計畫不同,訂單通常以一年為期。設立新廠或擴廠依其進度及規模不同挹注營收期間約 2~3 年,採購金額相對較高。此外,當客戶有新產品測試設備需求、升級或去瓶頸工程亦會向美達科技採購,此部分挹注營收大多落於 1 年內,採購數量及金額則視訂單需求而定,以及包括例行零件保養及維修等,佔整體營收比重不高
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