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贯穿于集成电路领域⽣产过程的质量控制环节进⼀步可分为前道检测、中道检测和后道测试，半导体质量控制通常也⼴义地表达为检测。其中，前道检测主要是针对光刻、刻蚀、薄膜沉积、清洗、CMP 等每个⼯艺环节的质量控制的检测；中道检测⾯向先进封装环节，主要为针对重布线结构、凸点与硅通孔等环节的质量控制；后道测试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。

应⽤于前道制程和先进封装的质量控制根据⼯艺可细分为检测（Inspection）和量测（Metrology）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。

1、全球半导体检测和量测设备市场格局

全球半导体检测和量测设备市场规模⾼速增长，2016 年⾄ 2020 年全球半导体检测与量测设备市场规模的年均复合增长率为12.6%，其中 2020 年全球市场规模达到 76.5 亿美元，同⽐增长 20.1%。

2020 年半导体检测和量测设备市场上，检测设备占⽐为 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；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、套刻精度量测设备、关键尺⼨量测设备、掩膜量测设备等。

⽬前，全球半导体检测和量测设备市场也呈现国外设备企业垄断的格局，全球范围内主要检测和量测设备企业包括科磊半导体、应⽤材料、⽇⽴等。科磊半导体⼀家独⼤，其在检测与量测设备的合计市场份额占⽐为 50.8%，全球前五⼤公司合计市场份额占⽐超过了 82.4%，均来⾃美国和⽇本，市场集中度较⾼。

2、中国半导体检测与量测设备市场格局

近五年，中国⼤陆半导体检测与量测设备的市场处于⾼速发展期。2016 年⾄ 2020 年中国⼤陆半导体检测与量测设备市场规模的年均复合增长率为 31.6%，其中 2020 年中国⼤陆半导体检测与量测设备的市场规模为 21.0 亿美元，同⽐增长24.3%。

2016 年⾄ 2020 年，中国⼤陆半导体检测与量测设备市场规模呈现快速增长，尤其是在 2019 年全球半导体检测和量测设备市场较 2018 年缩减了近 3.8%的背景下，中国⼤陆地区半导体检测和量测设备市场 2019 年仍然实现了 35.2%的同⽐增长，超过中国台湾市场成为较⼤的半导体检测与量测设备市场，占⽐为 26.5%；2020 年中国⼤陆半导体检测和量测设备市场规模占全球半导体检测和量测设备市场⽐例进⼀步提升⾄ 27.4%。

综上所述，2016 年⾄ 2020 年，全球和中国⼤陆地区半导体设备和检测与量测设备市场处于快速发展期，其中，中国⼤陆地区半导体设备市场和检测与量测市场显著⾼于全球半导体设备和检测和量测设备市场增长。同时，中国半导体检测与量测设备市场中，设备的国产化率较低，市场主要由⼏家垄断全球市场的国外企业占据主导地位，其中科磊半导体在中国市场的占⽐仍然较⾼，领先于所有国内外检测和量测设备公司，并且得益于中国市场规模近年来的⾼速增长，科磊半导体在中国⼤陆市场近 5 年的销售额复合增长率超过 35.7%，显著⾼于其在全球约 13.2%的复合增长率。

⽬前，国内半导体市场处于⾼速增长期，本⼟企业存在较⼤的国产化空间，但由于国外知名企业规模⼤，产品线覆盖⼴度⾼，品牌认可度⾼，导致本⼟企业的推⼴难度较⼤。近年来国内企业在检测与量测领域突破较多，受益于国内半导体产业链的迅速发展，该领域国产化率有望在未来⼏年加速提升。

3、⾏业未来发展趋势

中国⼤陆作为全球较⼤集成电路⽣产和消费市场，中国⼤陆的集成电路产业规模不断扩⼤，作为全球第⼀⼤半导体设备市场，对检测和量测设备的需求将持续快速增长。

主流半导体制程正从 28nm、14nm 向 10nm、7nm 发展，部分先进半导体制造⼚商已实现 5nm ⼯艺的量产并开始 3nm ⼯艺的研发，三维 FinFET 晶体管、3D NAND 等新技术亦逐渐成为⽬前⾏业内主流技术。随着⼯艺不断进步，产品制程步骤越来越多，微观结构逐渐复杂，⽣产成本呈指数级提升。为了获取尽量⾼的晶圆良品率，必须严格控制晶圆之间、同⼀晶圆上的⼯艺⼀致性，因此对集成电路⽣产过程中的质量控制需求将越来越⼤。

未来检测和量测设备需在灵敏度、准确性、稳定性、吞吐量等指标上进⼀步提升，保证每道⼯艺均落在容许的⼯艺窗⼝内，保证整条⽣产线平稳连续的运⾏。

检测和量测设备的技术提升主要体现在以下三个⽅⾯：

（1）设备检测速度和吞吐量的提升

半导体质量控制设备是晶圆⼚的主要投资⽀出之⼀，设备的性价⽐是其选购时的重要考虑因素。质量控制设备检测速度和吞吐量的提升将有效降低集成电路制造⼚商的平均晶圆检测成本，从⽽实现降本增效。因此，检测速度和吞吐量更⾼的检测和量测设备可帮助下游客户更好地控制企业成本，提⾼良品率。

（2）光学检测技术分辨率提⾼

⽬前尤为先进的检测和量测设备所使⽤的光源波长已包含 DUV 波段，能够稳定地检测到⼩于 14nm 的晶圆缺陷，并且能够实现 0.003nm 的膜厚测量重复性。检测系统光源波长下限进⼀步减⼩和波长范围进⼀步拓宽是光学检测技术发展的重要趋势之⼀。此外，提⾼光学系统的数值孔径也是提升光学分辨率的另⼀个突破⽅向，未来，为满⾜更⼩关键尺⼨的晶圆上的缺陷检测，必须使⽤更短波长的光源，以及使⽤更⼤数值孔径的光学系统，才能进⼀步提⾼光学分辨率。

（3）⼤数据检测算法和软件重要性凸显

晶圆检测和量测的算法专业性很强，检测和量测设备对于检测速度和精度要求⾮常⾼，且设备从研发到产业化的周期较长。因此，⽬前市场上没有可以直接使⽤的软件。业内企业均在⾃⼰的检测和量测设备上⾃⾏研制开发算法和软件，未来对检测和量测设备相关算法软件的要求会越来越⾼。

4、⾏业发展的不利因素及挑战分析

（1）产业基础薄弱，技术积累劣势明显

我国半导体产业起步较晚，在国际分⼯中长期处于中低端领域。国外⼚商通过持续的产业并购以及长期的研发投⼊构筑了较强的专利壁垒，并将在较长时间内保持技术优势。近年来，中国⼤陆半导体⾏业迅速发展，在下游需求驱动以及国家政策的⽀持下，半导体设备⼚商亦⼤⼒投⼊、加快研发进度。但国内⼚商与国际领先设备⼚商在整体规模、研发投⼊、员⼯⼈数以及技术积累等各⽅⾯存在巨⼤差距。⾏业龙头企业科磊半导体在 2018-2020 年研发投⼊达 21.83 亿美元。⾼昂的研发投⼊是确保科磊半导体在半导体质量控制设备领域保持稳定领导地位的核⼼要素，使得其在为前沿的市场领域鲜有实⼒相当的竞争对⼿。虽然国内企业在半导体质量控制设备领域已有突破，但公司规模都相对偏⼩，技术积累相对不⾜。

（2）⾼端技术和⼈才相对缺乏

半导体设备⾏业属于典型技术密集型⾏业，技术⼈员的知识背景、研发能⼒及⼯艺经验积累⾄关重要。同时，半导体质量控制设备⾏业横跨⾼精密的⾃动化装备和新⼀代信息技术，研发和⽣产均需使⽤⾼精度元器件，精密设备与精密器件的发展相辅相成，⾏业的发展也受配套⾏业的技术⽔平约束。与国外竞争对⼿相⽐，国内半导体质量控制设备⾏业缺乏配套的技术⽀持以及⾼端⼈才。近年来，我国对半导体全产业链的发展和相关⼈才培养的重视程度不断提升，政策⽀持⼒度不断加⼤。半导体设备的零部件国产化替代率已⼤幅提升，⾏业协同发展成果初显，但半导体产业内的⾼端技术与⾼端⼈才仍存在缺⼝，⾏业整体仍需继续加⼤研发投⼊。

（3）融资环境较为受限

半导体设备⾏业投资周期长，研发投⼊⼤，是典型的资本密集型⾏业。集成电路技术更新迭代迅速，随着⼯艺节点的演进，技术的复杂度不断提⾼，为满⾜应⽤领域不断改进的需求并保持技术优势，公司需要持续进⾏研发投⼊。

⽬前⾏业内企业资⾦主要来源于股东投⼊，⾏业所处的融资环境仍不够成熟

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