半导体测试设备行业发展情况分析

半导体测试设备行业发展情况分析半导体测试设备行业发展情况根据SEMI统计，2021年，全球半导体设备销售额相比2020年的712亿美元增长了44%，达到1，026亿美元；中国大陆地区已成为半导体设备的最大市场，销售额增长58%，达到296亿美元；2021年，晶圆制造设备、封装设备、测试设备分别占半导体设备市场的85．6%、6．8%和7．6%。半导体测试贯穿整个半导体制造过程，广义上的半导体测试设备包括前道量测设备和后道测试设备。前道量测设备包括量测类和缺陷检测类质量控制设备；后道测试设备包括测试机、探针台、探针卡等晶圆测试设备，及测试机、老化修复设备、分选机等封装测试设备。根据SEMI统计，2020年，中国大陆半导体测试设备市场规模约为91．4亿元，2015-2020年复合增长率达29．3%；测试机占测试设备市场规模的63．1%；存储器件测试机和SoC（系统级芯片）测试机分别约占测试机品类的44%和23%，是最主要的应用领域。检测和量测技术背景在检测环节，光学检测技术可进一步分为无图形晶圆激光扫描检测技术、图形晶圆成像检测技术和光刻掩膜板成像检测技术。在量测环节，光学检测技术基于光的波动性和相干性实现测量远小于波长的光学尺度，集成电路制造和先进封装环节中的量测主要包括三维形貌量测、薄膜膜厚量测、套刻精度量测、关键尺寸量测等。量测设备技术结构量检测设备分为光学和电子束技术路线，其中光学占主流。2020年全球半导体检测和量测设备市场中，光学、电子束占比分别为75．2%、18．7%。由于下游厂商对量产高速的需求，光学检测技术设备仍然占据了主要的市场份额。检测和量测设备竞争格局全球半导体检测和量测设备市场呈现国外设备巨头垄断格局。根据数据，全球市场中，2020年科磊半导体市占率超过50%，应用材料、日立、雷泰光电、创新科技等前五大公司合计市场份额占比超过了82．4%，市场集中度较高。中国市场中，科磊半导体达到58．4%，呈一家独大格局，前五大公司合计市场份额占比达到78．1%。本土企业市场份额较低，其中中科飞测产品主要包括无图形晶圆缺陷检测设备系列、图形晶圆缺陷检测设备系列、三维形貌测量设备系列和薄膜膜厚量测设备系列等产品，已应用于国内28nm及以上制程的集成电路制造产线。上海睿励致力于集成电路生产前道工艺检测领域设备研发和生产，产品主要为光学膜厚测量设备和光学缺陷检测设备，以及硅片厚度及翘曲测量设备等。上海精测半导体前道检测设备领域，以椭圆偏振技术为核心开发了适用于半导体工业应用的膜厚测量以及光学关键尺寸量测系统的产品，目前中科飞测、精测电子、上海睿励2021年在国内检测量测设备市场份额仅1．9%、0．7%、0．2%。KLAInstruments和TencorInstruments相继成立于1976年和1977年，并于1997年合并成立科磊半导体，总部位于美国硅谷。该公司聚焦于检测设备的研发、生产和销售，其产品线涵盖了质量控制全系列设备。根据科磊半导体2022年年报披露显示，其检测和量测设备实现营业收入79．25亿美元，占比企业整体营收86%左右。康特科技成立于1987牛，总部位寸以色列米格达勒埃姆克。该公司是半导体行业高端检测和量测设备的制造商，其产品应用于前道、先进封装等领域，为众多行业内领先的全球IDM、OSAT和代工厂提供服务。根据康特科技2021年年报披露显示，其全年实现营业收入2．70亿美元，其中检测和量测设备营收2．59亿美元，占比96．2%。阿斯麦（荷兰）量测业务优势领域在套刻误差测量、电子束检测，应用材料（美国）优势领域也在电子束检测，新星测量仪器（以色列）优势领域在膜厚检测设备，日立（日本）则主要是CD-SEM（关键尺寸量测-电子束）处于行业领先地位，雷泰光电（日本）则聚焦EUV掩模版检测，创新科技（美国）优势在于关键尺寸测量和缺陷检测。分类状况从技术原理上看，检测和量测包括光学检测技术、电子束检测技术和X光量测技术等。目前，在所有半导体检测和量测设备中，应用光学检测技术的设备占多数。光学检测技术基于光学原理，通过对光信号进行计算分析以获得检测结果。在生产过程中，晶圆表面杂质颗粒、图案缺陷等问题的检测和晶圆薄膜厚度、关键尺寸、套刻精度、表面形貌的测量均需用到光学检测技术。中国检测和量测设备现状就国内检测和量测设备现状而言，目前国内整体半导体检测和量测设备市场规模占比全球市场25%左右且保持持续提升趋势，数据显示，2021年我国检测和量测设备规模为29亿美元，同比2020年增长61．1%，增速远高于全球规模，占比全球份额持续提升，但目前国内市场仍主要被国际企业占据主要市场，技术和企业之间适配性待提升。半导体检测和量测设备概述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。智能检测及自动化设备的市场规模智能检测及自动化行业发展与下游市场如消费电子、平板显示、汽车电子及医疗电子等呈深度绑定关系，行业发展的核心驱动力主要源于传统消费电子产品的升级换代、平板显示行业新产能及新技术路线的投入以及在医疗电子领域的进一步渗透。总体来看，市场前景广阔。消费电子是智能检测及自动化的第一大应用领域，应用场景包括智能手机、可穿戴产品、平板电脑、可穿戴设备、VR终端及智能家居等。消费电子产品具有加工工艺精细、技术要求高、更新速度快、需要持续创新等特点，使得其生产线亦需要根据产品升级换代而更新。2020年，消费电子市场已经形成近万亿美元的市场规模。根据西部证券研究机构的预测，2021-2025年消费电子市场规模的复合年均增长率为2．64%，市场规模将达到1．16万亿美元。应用于消费电子领域的智能检测及自动化设备市场需求将稳步增长。全球平板显示检测行业发展与全球平板显示产业具有较强的联动性，通常会受下游平板显示产业新增产线以及产线升级投资所驱动。在平板显示产业投资方面，中国大陆在2011年以后开始成为全球平板显示行业投资的主要地区，主要包括京东方、天马、华星光电等中国平板显示厂商，以及三星、友达、富士康等韩国和中国台湾地区厂商在中国大陆的模组生产线投资。平板显示行业新产线的扩展为面板显示检测产业提供了基础需求保障。在新能源汽车和自动驾驶大趋势下，汽车电动化、网联化、智能化方向发展，芯片、模组等电子器件得到越来越广泛的应用，汽车的属性逐渐从传统的机械硬件转向机电一体、软硬结合的产品，汽车电子成为智能检测及自动化应用的又一重点领域，汽车电子市场规模的快速增长将会进一步带动智能检测及自动化的需求。当前的医疗产业正在不断跨界融合人工智能、物