我国半导体检测与量测设备行业：市场呈现垄断格局本土企业国产化空间大

2023-02-23 10:14

手机浏览

1、概述

半导体量检测设备是半导体制造过程中对芯片性能与缺陷的进行检测的关键设备，分为前道和后道检测。前道检测主要用于晶圆加工环节，主要是针对光刻、刻蚀、薄膜沉积、清洗、CMP等每个工艺环节的质量控制的检测，目的是检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否达到设计的要求或者存在影响良率的缺陷，属于物理性的检测；半导体后道测试设备主要是用在晶圆加工之后、封装测试环节内，主要是利用电学对芯片进行功能和电参数测试，主要包括晶圆测试和成品测试两个环节，目的是检查芯片的性能是否符合要求，属于电性能的检测。

半导体检测与量测设备细分产品情况

设备类型		设备简介
量测设备	关键尺寸量测设备	通过对电子束显微图像进行关键尺寸量测，实现关键工艺参数的监控，是芯片制造过程中质量控制的关键设备
	电子束关键尺寸量测设备	通过先进的电子束成像系统和高速硅片传输方案，搭配精准的量测算法，实现高重复精度、高分辨率及高产能的关键尺寸量测
	套刻精度量测设备	主要用于确保不同层级电路图形，和同一层电路图形的正确对齐和放置
	晶圆介质薄膜量测设备	通过为各种薄膜层提供高精度薄膜测量，在低于7nm的逻辑和前沿存储器设计节点上实现严格的工艺公差
	X光量测设备	可对高级3DNAND和DRAM芯片中使用的高深宽比结构进行高分辨率、快速、准确、精确、无损的3D形状测量，还可用于监测和控制大批量生产过程中的关键工艺步骤，以确保生产的稳定性
	晶圆金属薄膜量测设备	为32nm及以上的节点提供薄膜厚度、折射率、应力和成分的测量，帮助晶圆厂鉴定和监测各种薄膜层
	三维形貌量测设备	主要应用于晶圆上的纳米级三维形貌测量、双/多层薄膜厚度测量、关键尺寸和偏移量测量，配合图形晶圓智能化特征识别和流程控制、晶圆传片和数据通讯等自动化平台
	薄膜膜厚量测设备	主要应用于晶圆上纳米级的单/多层膜的膜厚测量，采用椭圆偏振技术和光谱反射技术实现高精度薄膜膜厚、n-k值的快速测量
	3D曲面玻璃量测设备	主要应用于3D曲面玻璃等构件的轮廓、弧高、厚度、尺寸测量，采用光谱共焦技术，实现高精度、高速度的非接触式测量。搭载可配置的全自动测量软件工具和完整的测试及结果分析界面
检测设备	纳米图形晶圆缺陷检测设备	主要应用于缺陷发现、制程弱点发现、制程调试、工程分析、生产线监控、制程窗口发现
	掩膜版缺陷检测设备	零缺陷光罩(也称为光掩模或掩模)是实现芯片制造高良率的关键因素之一，因为光罩上的缺陷或图案位置错误会被复制到产品晶圆上面的许多芯片中。主要应用于光罩认证，光罩工艺控制，光罩工艺设备监控，出厂光罩质量检查
	无图形晶圆缺陷检测设备	主要应用于硅片的出厂品质管控、晶圆的入厂质量控制、半导体制程工艺和设备的污染监控。该系列的设备能够实现无图形晶圆表面的缺陷计数，识别缺陷的类型和空间分布
	图形晶圆缺陷检测设备	主要应用于晶圆表面亚微米量级的二维、三维图形缺陷检测，能够实现在图形电路上的全类型缺陷检测。拥有多模式明/暗照明系统、多种放大倍率镜头，适应不同检测精度需求，能够实现高速自动对焦，可适用于面型变化较大翘曲晶圆。
	电子束缺陷检测设备	主要应用于缺陷成像、在线自动缺陷分类和性能管理、裸片晶圆出厂和入厂质量控制、晶圆处置、制程弱点发现、缺陷发现、EUV光刻检查、制程窗口发现、制程窗口认证、晶圆斜面边缘检视

数据来源：观研天下整理

2、全球半导体检测和量测设备行业：市场规模稳步扩大，竞争呈现垄断格局

根据观研报告网发布的《中国半导体检测与量测设备行业现状深度分析与投资趋势研究报告（2023-2030年）》显示，2016-2020年，全球半导体检测和量测设备行业市场规模保持高速增长趋势。根据数据，2020年全球半导体检测与量测设备行业市场规模达到76.5亿美元，同比增长20.1%，2016-2020年均复合增长率为12.6%，预计2022年市场规模将超90亿美元。

根据观研报告网发布的《》显示，2016-2020年，全球半导体检测和量测设备行业市场规模保持高速增长趋势。根据数据，2020年全球半导体检测与量测设备行业市场规模达到76.5亿美元，同比增长20.1%，2016-2020年均复合增长率为12.6%，预计2022年市场规模将超90亿美元。

数据来源：观研天下整理

根据产品类型，检测设备可细分为无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、掩膜检测设备等；量测设备可细分为三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备（晶圆介质薄膜量测设备）、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜量测设备等。

在半导体检测和量测设备市场各类设备占比中，检测设备占比最高，为62.6%，包括无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、掩膜检测设备等；其次是量测设备，占比为33.5%，包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备（晶圆介质薄膜量测设备）、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜量测设备等，具体情况如下：

序号	设备类型	销售额（亿美元）	占全球总销售额比例
1	纳米图形晶圆缺陷检测设备	18.9	24.7%
2	掩膜版缺陷检测设备	8.6	11.3%
3	关键尺寸量测设备	7.8	10.2%
4	无图形晶圆缺陷检测设备	7.4	9.7%
5	电子束关键尺寸量测设备	6.2	8.1%
6	套刻精度量测设备	5.6	7.3%
7	图形晶圆缺陷检测设备	4.8	6.3%
8	电子束缺陷检测设备	4.4	5.7%
9	电子束缺陷复查设备	3.8	4.9%
10	晶圆介质薄膜量测设备	2.3	3.0%
11	X光量测设备	1.7	2.2%
12	掩膜版关键尺寸量测设备	1.0	1.3%
13	三维形貌量测设备	0.7	0.9%
14	晶圆金属薄膜量测设备	0.4	0.5%
15	其他	2.9	3.9%
合计	76.5	100.0%

数据来源：观研天下整理

在市场竞争方面，全球半导体检测和量测设备行业呈现垄断的市场格局，主要企业包括科磊半导体、应用材料、日立等。其中，科磊半导体一家独大，市场份额占全球半导体检测和量测设备行业总规模的50.8%，市场规模达38.9亿美元。同时，全球半导体检测和量测设备行业市场集中度较高，CR5超过了82.4%，并且均来自美国和日本。