半导体检测设备行业：全面综述与趋势分析
预计全球量/检测设备市场将在2024年上半年开始回暖，然而中国大陆市场的恢复性增长将滞后半年到一年。
增长滞后主要由于： 1)截至一季度，中国大陆晶圆代工厂订单增长不显著，且未见明显资本开支上调迹象; 2)中国大陆厂商对于高阶封装技术的掌握仍需半年到一年的时间。高阶封装技术的掌握可使得中阶芯片代工需求量增长，进而推动包括量/检测设备在内的半导体设备采购需求增长。
中国晶圆检测设备厂商基本实现了28nm及以上制程产品的初步覆盖
中国晶圆检测设备厂商产品已覆盖有图形/无图形缺陷检测、电子束缺陷检测/复查等检测设备，并基本实现了28nm及以上制程的初步覆盖，国产头部厂商正在进行 更先进工艺节点产品的研发或验证。 国产晶圆检测设备厂商与海外厂商相比，其差异在于：
1)产品覆盖程度不及海外厂商。
科磊半导体(KLA)几乎涵盖所有前道检测产品，覆盖率超过90%，应用材 料(AMAT)及创新科技(ONTO)在前道检测产品覆盖率也超过60%，而多数国产厂商在前道检测产品覆盖率在20%-30%;
2)产品工艺节点远不及海外头部厂商。
目前国产晶圆检测设备厂商仅能批量出货28nm及以上制程产品，对于28nm以下制程产品仍在研发和验证中。海外头部厂商产品普遍能覆盖2Xnm以下制程 而科磊半导体(KLA)的无图形晶圆缺陷检测产品SurfscanSP7XP已经应用在5nm及以下制程。
全球半导体量/检测市场呈现高度垄断格局，科磊半导体(KLA)市占率超50%
全球半导体量/检测设备市场集中度较高，CR5超80%。中国市场中，半导体量/检测设备国产化率已由2020年的2%左右提升至2023年的5%左右。产品细分领域中， 高精度Overlay测量设备国产化率接近于0;X光量检测设备国产化率不足1%;膜厚厚度量测设备国产化率已达到15%;光学复查设备国产化率已达到10%;AOl检 测设备国产化率可达到15%。国产晶圆检测设备厂商有中科飞测、上海精测、上海睿励、赛腾股份、诚锋科技、矽行半导体、东方晶圆、上海御微、南京中安等。
行业综述
行业定义
半导体过程控制(量/检测)设备是保证芯片生产良品率的关键 半导体过程控制(量/检测)设备为集成电路生产过程中的核心设备之一，贯穿集成电路生产全过程，是保证芯片良品率的关键。
半导体设备可分为前道设备(晶圆制造)和后道设备(封装与测试)两大类。前道设备涉及硅片加工、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光、金属化等工艺，所对应的核心专用设备包括硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备、量/检测设备等。后道设备则包括封装设备和测试设备，同时后道先进封装工艺也会用到部分前道设备。半导体过程控制(量/检测)设备为集成电路生产过程中的核心设备之贯穿于集成电路生产的全过程，是保证芯片生产良品率的关键。
行业分类
半导体检测从工序上可分为前道量检测、后道检测和实验室检测。 半导体检测从工艺上可分为检测和量测;从工序上可分为前道量检测、后道检测和实验室检测;从技术原理上可分为光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术。
从工艺上看，量/检测设备可分为检测(Inspection)和量测Metroloqv两大环节。
检测指在晶圆表面上或电路结构中检测其是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷。
量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。
从工序上看，半导体检测可分为前道检测、后道检测及实验室检测。其中，前道量检测主要应用于晶圆加工环节，目前主要以厂内产线在线监控为主。后道检测主要应用于晶圆加工后的芯片电性测试及功能性测试，目前主要以厂内产线在线监控及第三方测试为主。实验室检测则主要针对生效样品进行缺陷定位和故障分析，主要以第三方实验室及厂内自建实验室为主;从技术原理上看，量检测主要包括光学检测技术、电电子束检测技术和X光量测技术，其中光学检测速度快、无接触，是目前主要的检测技术。
技术路线
量/检测技术主要包括光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术 从技术路线来看，量/检测技术主要包括光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术，三者的差异主要体现在 检测精度、检测速度及应用场景上。光学检测技术具备相对较高的检测精度和速度，市场空间占比最大，达81.4%。
从技术路线来看，量/检测技术主要包括光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术。其中光学检测技术室目前晶圆制造场景下的主要检测技术，2023年市场份额占比为81.4%。光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术的差异主要体现在检测精度、检测速度及应用场景上。光学技术的检测速度比电子束检测技术快，速度可较电子束检，在相同条件下测技术快1000倍以上。然而由于电子束的波长远短于光的波长，波长越短精度越高。因此在相同条件下，电子束检测技术拥有较光学检测更高的精度;与X光量测技术相比，光学检测技术的使用范围更广，X光量测技术主要应用于特定金属成分测量和超薄膜测量等特定领域。
