一、测量设备是除光刻、薄膜沉积、刻蚀外最大的半导体设备细分市场
测量设备是实现测量过程所必需的测量仪器、软件、计量标准、标准样品（标准物质）或辅助设备或它们的组合。量测设备关系到晶圆生产的效率和经济效益，随着集成电路制程的进步，量测设备的市场规模逐年上升。据数据，2021年全球半导体量测设备市场规模为104.1亿美元，相比于2020年的76.5亿美元增长36.5%，半导体量测设备市场规模小于刻蚀、薄膜沉积设备、光刻机，但大于清洗设备、CMP、离子注入、Track、电镀等环节。
数据来源：观研天下数据中心整理
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二、量测设备中有图形缺陷检测设备市场规模最大，销售额占比超30%
根据观研报告网发布的《中国测量设备行业发展现状研究与投资前景预测报告（2022-2029年）》显示，量测设备存在多个细分类，其中有图形缺陷检测设备市场规模最大，占量测设备整体销售额的34%。此外，关键尺寸扫描显微镜、膜厚测量设备、电子束检测设备市场规模均占量测设备整体销售额的12%，套刻误差设备、宏观缺陷检测设备、无图形晶圆检测设备分别占比9%、6%、5%。
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三、量测设备行业壁垒较高，市场呈现高度垄断格局
量测设备需要光学、电子学、移动平台、传感器、数据计算软件等多个系统密切配合，主要技术难点包括分辨率、软件算法、产能等，行业壁垒较高，市场呈现出高度垄断的格局。
量测设备核心技术
| 技术 | 基本情况 |
| 光源发生器 | 量测设备采用宽波段光、激光等多种光源。传统的光源包括氙气灯、汞放灯，新型光源为激光持续放电灯。由于晶圆表面不同材料的光谱不同，更宽的光谱能够提供对不同材料缺陷更强的信号选择。 |
| 深紫外、可见光、X光、电子束光学系统 | 量测设备具备复杂的光学系统，包括偏振光学系统、激光整形光学系统、曲面反射镜与透镜、可调节滤光器、深紫外高数值孔径光学物镜等，这些系统确保光线能够精准地衍射和反射，并被光学信号传感器收集。 |
| 高性能数据传输与处理能力 | 量测设备在工作过程中，其传感器会收集晶圆的各种光学和电学信号，生产海量的数据传输量；同时，量测设备的软件系统在参考数据库分析收集到的信号，并构建模型时，需要强大的计算能力。这对量测设备计算机系统的数据传输和计算能力提出了极高的要求。 |
| 人工智能、算法、机械学习 | 量测设备的计算机系统使用先进算法处理收集到的光电信号，提高数据处理效率的同时降低系统的负荷。量测设备企业在数据库中保存有大量晶圆缺陷的信号特征，经过其训练的人工智能，有能力以更高的精准度和效率找出缺陷。 |
| 图像传感器与摄像头 | 量测设备需要在短时间内处理大量晶圆，故设备的图像传感器需要在较短的时间内完成对晶圆片的高分辨，高精度的照相曝光。 |
| 精密运动平台与机械控制装置 | 量测设备通过吸附晶圆的运动平台的移动，实现晶圆片不同部位的检测、测量、拍照处理。移动平台需要同时具备高移动速度和高移动精准度，和光刻机双工件台的技术要求类似。 |
| 宽频等离子检测技术 | 传统光学检测设备对于微小或埋藏的缺陷发现概率较低，而电子束设备检测速度较慢。KLA的宽频等离子检测技术采用新的光源（SR-DUV或DUV+UV），同时具备较为灵敏的检测能力和较高速的晶圆处理速度。 |
| 电子枪与X射线枪 | 电子枪和X射线枪是电子显微镜等检测设备的核心组成部分，具有较高的技术难度；电子束检测需要在真空环境下进行，对真空系统有较高的要求。 |
资料来源：公开资料整理
目前全球量测设备行业TOP3占据75%的市场份额，TOP5市场份额达82%。其中美国科磊凭借产品种类丰富，覆盖几乎全部量测设备细分类优势，排名全球第一，市场占比超50%，是行业第二应用材料市场份额（12%）的四倍，此外。日立、Nanometrics、Nova市场份额排名第三至五位，占比分别为11%、4%、3%。
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四、半导体量测设备国产化率低，国产品牌蓄势待发
受益于国内晶圆厂的大幅扩产，中国大陆量测设备市场规模不断攀升，2021年市场规模达25.8亿美元。中国大陆量测设备市场同样被KLA、AppliedMaterials、日立高科技、Lasertec、ASML 等垄断，其中美、日、欧的量测设备厂商份额分别达64%、11%、3%，美国厂商份额最高。
数据来源：观研天下数据中心整理
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经过长时间的技术研发与经验积累，中国本土企业在膜厚测量、缺陷检测、关键尺寸测量等领域取得了部分突破。尽管中国本土企业在产品种类、工艺覆盖、算法软件、制程支持、核心零部件等方面与海外巨头相比还有较大差距，但随着国内晶圆厂积极引入国产设备验证，中国量测设备企业有望在技术上实现快速追赶，在国际市场上的地位将不断提高。
中国量测设备代表企业基本情况
| 企业 | 简介 | 核心产品 | 2021年收入情况 |
| 精测电子 | 武汉精测电子集团股份有限公司创立于2006年4月，是一家致力于为半导体、显示以及新能源等测试领域提供卓越产品和服务的高新技术企业。公司产业布局日趋完善，在中国的武汉、苏州、上海、香港、台湾等地，及美国、日本等国拥有众多家分子公司。公司于2018年进军半导体设备领域，成立上海精测半导体技术有限公司、武汉精鸿电子技术有限公司，分别布局前道、后道测试设备领域。 | TG 300IF、EPROFILE 300FD、ULTRAView、AeroScan DUO、J-Profiler | 精测电子2021年实现营收24.09亿元，同比增长16.01%；其中半导体检测设备实现收入1.36亿元，同比增长109%，占比呈逐步提升态势。 |
| 睿励科学仪器 | 睿励科学仪器（上海）有限公司是于2005年创建的合资公司。睿励科学仪器是国内少数进入国际先进制程12英寸生产线的量测设备企业之一，是国内唯一进入三星存储芯片生产线的量测设备企业。 | 光学薄膜测量设备（TFX4000E/i）、光学薄膜测量设备（TFX3000P）、光学关键尺寸测量设备（TFX300O OCD）、光学薄膜测量设备（TFX3200）、缺陷检测设备（FSD158e）、缺陷检测设备（WSD200/WSD300/WSD320/WSD380）、光学关键尺寸测量设备（TFX5000） | 由于量测设备研发周期长，初期投入较大，2021年睿励科学仪器实现收入4084万元，归母净利润为负3541万元。 |
| 赛腾股份 | 赛腾股份成立于2001年，由3C自动化设备起家，后通过收购切入半导体量测设备赛道，在2011年成为苹果产业链的供应商后，公司发展速度逐步提高。2019年9月赛腾股份收购日本Optima株式会社67.53%股份。收购价款约合人民币16395万元，通过不断增资，截至2021年公司持有Optima约74.10%股权。Optima服务于一线大厂，韩国、日本、中国台湾的客户如sumco、三星、memc Korea等。国内包括新晟、中环、奕斯伟、立昂微等客户。目前Optima已覆盖国内多家领先晶圆厂，国内市场是企业未来的主要发展方向。 | RXW-1200硅片边缘缺陷自动检测设备、BMW-1200晶圆片用背面检测设备、RXM-1200边缘/表背面复合检测设备、AXM-1200 | - |
资料来源：公开资料整理（zlj）
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