半导体检测仪器

摘要：随着我国半导体产业的不断发展，半导体检测仪器作为能够提高制程控制良率、提高效率与降低成本的重要检测仪器，未来在半导体产业的地位将会日益凸显。同时，近年来我国积极推动国内加快发展高精尖的半导体检测仪器，未来我国半导体检测仪器有望实现国产替代。从行业市场规模来看，2022年中国半导体检测和量测设备市场规模达到31.1亿美元，较2021年上涨20.54%。

一、定义及分类

半导体检测仪器是指用于半导体制造过程中检测芯片性能与缺陷的专用仪器。根据使用的环节以及检测项目的不同，可分为前道检测和后道检测。其中，前道量检测包括量测类和缺陷检测类，主要用于晶圆加工环节，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，属于物理性检测；后道测试分为封装前晶圆测试和封装后成品测试，使用设备包括分选机、测试机、探针台，目的是检查芯片的性能是否符合要求，属于电性能检测。

二、行业政策

1、主管部门和监管体制

半导体检测仪器行业主管部门包括国家工业和信息化部、科技部等。其中国家工业和信息化部主要负责研究拟订信息化发展战略、方针政策和总体规划；推动产业结构战略性调整和优化升级；拟订本行业的法律、法规，发布行政规章，组织制订行业的技术政策、技术体制和技术标准，并对行业的发展方向进行宏观调控。科技部主要负责拟定国家创新驱动发展战略方针以及科技发展、引进国外智力规划和政策并组织实施；牵头建立统一的国家科技管理平台和科研项目资金协调、评估、监管机构；拟订国家基础研究规划、政策和标准并组织实施；编制国家重大科技项目规划并监督实施；牵头国家技术转移体系建设，拟订科技成果转移转化和促进产学研结合的相关政策措施并监督实施等。

中国半导体行业协会是行业的自律性组织，其主要负责贯彻落实政府有关的政策、法规，向政府业务主管部门提出本行业发展的经济、技术和装备政策的咨询意见和建议；做好信息咨询工作。调查、统计、研究、预测本行业产业与市场，及时向会员单位和政府主管部门提供行业情况调查、市场趋势、经济运行预测等信息，做好政策导向、信息导向、市场导向工作等。

2、行业相关政策

近年来，随着半导体产业的不断发展，半导体检测仪器逐渐得到国家政府的高度重视，出台了一系列政策和措施。如2022年12月，中共中央、国务院发布《扩大内需战略规划纲要（2022－2035年）》，其中提到加快构建国家现代先进测量体系，加强检验检测体系建设，持续提高产品和服务质量。2023年8月，国务院发布《河套深港科技创新合作区深圳园区发展规划》中，提出发挥好市场导向、企业主体、产学研深度融合优势，瞄准集成电路设计、软件开发、封测及中试、第五代移动通信（5G）等，加快建设5G中高频器件测试、先进显示研发验证、集成电路科研试验、高端芯片设计验证、半导体先进封测、微机电系统研发、机器人检测认证等中试公共服务平台，开展产业链关键技术攻关，加快实现信息产业前沿共性技术突破，推动形成相关技术标准。

三、发展历程

从半导体检测仪器行业的发展历程来看，1990-2000年，半导体主流工艺基本处于0.8μm至0.13μm之间。这一阶段CMOS工艺蓬勃发展，SoC芯片功能越来越强。人们不断在芯片上集成模拟功能与数据接口。传统检测平台越来越难以覆盖新增加的高速模拟接口的测试需求。因此，这一时期半导体检测仪器行业不断提高产品的功能性。2000-2019年，半导体工艺一路从0.13μm、90nm、65nm、28nm进展到14nm，芯片尺寸越来越小，晶体管的集成度也越来越高，带来的直接挑战就是检测时间的延长，检测成本占比提高。因此，半导体检测仪器需要满足同测需求，同时做2工位、4工位、8工位的测试。2020年之后，半导体工艺沿着5nm、2/3nm继续演进，芯片复杂度也在不断增加，检测设备进一步分化，需要针对不同领域、不同要求进行调整。

四、行业壁垒

1、技术壁垒

半导体检测仪器行业涵盖多门学科的技术，包括计算机、自动化、通信、电子和微电子等，为典型的技术密集、知识密集的高科技行业，用户对检测系统的可靠性、稳定性和一致性要求较高，由于芯片技术和复杂程度不断提升，检测仪器企业须具有非常强大的研发能力，产品持续迭代升级，方可应对客户不断提高的测试参数和功能以及效率要求。因此，对于新进入者来说，半导体检测仪器具有较高的技术壁垒。

2、人才壁垒

目前，国内半导体检测仪器行业专业人才较为匮乏，虽然近年来专业人才的培养规模不断扩大，但仍然供不应求，难以满足行业发展的需要，而行业内具有丰富经验的高端技术人才更是相对稀缺。对于行业领先的企业来说，在企业的发展历程中，都会形成了企业人才培养的方法和路径，并形成人才梯队。随着半导体行业处于长期景气周期，有技术和经验的高端人才的需求缺口日益扩大，人才的聚集和储备成为市场新进入企业的重要壁垒。

3、资金壁垒

为保持技术的先进性、工艺的领先性和产品的市场竞争力，半导体检测仪器企业在技术研发方面的资金投入也越来越大。企业的产品必须达到一定的资金规模和业务规模，才能获得生存和发展的空间，从研发项目立项、试产、验证、优化、市场推广到销售的各个环节都需要投入较高人力成本和研发费用。半导体产品类别众多，市场变化快、性能参数不尽相同，对检测仪器企业的产品规格和性能指标都提出了较高的要求，企业需要较好的现金流支持企业长期的研发投入和长周期的客户认证投入。

五、产业链

1、行业产业链分析

从半导体检测仪器行业产业链来看，上游主要包括零部件供应商和技术提供商，其中零部件供应商主要为半导体检测仪器提供核心的零部件，对半导体检测仪器的质量和性能有着较大影响，主要包括光学元件、精密机械、电子元器件等；技术提供商主要为半导体检测仪器提供强大的软件支持和智能化解决方案，使仪器能够实现高精度、高效率的检测。下游是指芯片设计、晶圆制造、测试封装等领域，这些领域直接决定了半导体检测仪器的需求和市场前景。随着这些产业的发展，对半导体量测检测仪器的需求也将不断增长。

2、行业领先企业分析

（1）武汉精测电子集团股份有限公司

武汉精测电子集团股份有限公司创立于2006年，是一家主要从事显示、半导体及新能源检测系统的研发、生产与销售的企业。目前公司是国内半导体检测设备领域领军企业之一，已基本形成在半导体检测前道、后道全领域的布局，相关产品包括膜厚量测系统、光学关键尺寸量测系统、电子束缺陷检测系统、半导体硅片应力测量设备、明场光学缺陷检测设备和自动检测设备（ATE）等。经过多年的发展，公司多款主力产品已得到诸多一线客户认可，并取得良好的市场口碑，同时公司还在加紧其余核心产品的研发、认证以及拓展，为半导体检测设备收入增长作出重要贡献。2023年前三季度，公司营业收入受消费电子市场需求疲软因素影响，同比下降15.13%至15.45亿元；同时管理费用的增加导致归母净利润亏损0.13亿元。

（2）杭州长川科技股份有限公司

杭州长川科技股份有限公司成立于2008年，是一家致力于提升我国集成电路专用装备技术水平、积极推动集成电路装备业升级的高新技术企业。公司自成立以来，始终专注于集成电路测试设备领域，掌握了集成电路测试设备的相关核心技术，目前已拥有海内外专利700余项。公司产品获得了长电科技、华天科技、通富微电等多个一流集成电路企业的使用和认可，以自主研发的产品实现了测试机、分选机的部分进口替代。2023年公司始终秉持“自主研发、技术创新”的发展理念，持续加大技术研发投入，在将现有产品领域做专、做强，保持产品市场领先地位的基础上，重点开拓了探针台、数字测试机等产品，不断拓宽产品线，并积极开拓中高端市场。从企业经营业绩来看，2023年前三季度，公司营业收入同比下降31.06%至12.09亿元；归母净利润同比下降99.59%至0.01亿元。

六、行业现状

随着我国半导体产业的不断发展，半导体检测仪器作为能够提高制程控制良率、提高效率与降低成本的重要检测仪器，未来在半导体产业的地位将会日益凸显。同时，近年来我国积极推动国内加快发展高精尖的半导体检测仪器，未来我国半导体检测仪器有望实现国产替代。从行业市场规模来看，2022年中国半导体检测和量测设备市场规模达到31.1亿美元，较2021年上涨20.54%。

七、发展因素

1、有利因素

（1）国家产业政策的大力支持

国家和地方政府对于半导体检测仪器的发展给予高度重视，制定并出台了一系列法律法规和政策支持。如2024年1月，广东省发展和改革委员会、广东省科学技术厅、广东省工业和信息化厅发布《广东省培育半导体及集成电路战略性新兴产业集群行动计划（2023-2025年）》，提出加快发展半导体及集成电路公共服务平台，为中小微企业提供EDA工具、芯片架构、SoC（系统级芯片）设计、MPW（多项目晶圆加工）、快速封测、部件及终端产品模拟、测试验证等服务。该政策的发布将有利于扩大半导体检测仪器的需求量，推动行业快速发展。

（2）晶圆厂、封测厂的扩产

近年来，晶圆厂和封测厂持续扩产，一方面是为了迎合市场需求，保持竞争力；另一方面是为了避免垄断企业通过操纵价格等手段削弱代工厂的话语权。在此情况下，半导体检测仪器的市场需求将不断增加。晶圆厂在制造过程中需要使用各种检测仪器来确保晶圆的质量和性能，而封测厂则需要测试设备对芯片进行全面的功能测试和性能测试。因此，晶圆厂、封测厂的扩产将促进半导体检测仪器的销售增长。

（3）技术不断创新

随着半导体制造工艺的日益精进，尤其是纳米级制造技术的广泛应用，对半导体检测仪器的精度要求也越来越高。这为半导体检测仪器厂商提供了技术创新的机会，此外，半导体生产线的高效运行需要快速、准确的检测。因此，研发能够快速完成大量样本检测、提高生产效率的检测仪器成为重要的发展机遇。例如，通过采用并行处理技术、优化算法等方式，提高检测速度并降低误检率。

2、不利因素

（1）宏观经济波动风险

半导体检测仪器与半导体行业息息相关，而半导体行业又受到宏观经济环境的影响。当经济繁荣时，各行各业对半导体产品的需求增加，推动了半导体产业的快速发展。这将直接带动半导体检测仪器的市场需求。相反，经济衰退或需求下滑时，半导体行业可能面临市场萎缩和订单减少的情况，从而影响到半导体检测仪器的销售和应用。因此，半导体检测仪器行业企业应警惕宏观经济波动风险。

（2）产品质量风险

半导体检测仪器需要满足高精度、高稳定性的要求，如果产品设计存在缺陷或不合理，可能导致设备在实际应用中性能不佳，甚至出现故障。同时，制造过程中存在的一些操作不规范、工艺不稳定或原材料质量不达标等问题，也会导致设备的质量不稳定，影响客户的正常使用。若企业未能及时采取措施，可能会出现经营业绩下降、品牌形象受损的风险。

（3）市场需求无法把握

半导体检测仪器主要产品广泛应用于半导体产业链从设计到封测的主要环节，下游行业处于快速发展阶段，对检测系统在功能、精度和检测速度上的要求持续提高。若企业无法准确把握市场需求的发展方向，或对关键前沿技术的研究无法取得预期成果，将可能导致企业面临市场份额下降，进而对企业的经营业绩产生较大的不利影响。因此，企业应警惕市场需求无法把握的风险。

八、竞争格局

目前，全球半导体检测仪器市场已经形成了较为稳定的竞争格局。国际知名企业在技术、品牌、市场等方面占据优势地位，拥有较高的市场份额和较强的竞争力。与此同时，国内半导体检测仪器企业也在不断发展壮大，通过技术创新和市场拓展，逐渐提升了自身的竞争力。一些国内企业已经在某些细分领域取得了突破，形成了自己的特色和优势。然而，与国际先进企业相比，国内企业在技术、品牌和市场等方面仍存在一定差距。

九、发展趋势

随着半导体技术的不断进步，对检测仪器的精度和效率要求也越来越高。未来的半导体检测仪器将更加注重提高测量精度和检测速度，以满足更精细、更快速的检测需求。同时，半导体检测仪器可能会更加注重在线检测和实时监控功能，通过实时监测生产过程中的关键参数和指标，检测设备能够及时发现潜在问题并采取相应的措施，确保产品质量和生产效率。此外，半导体检测仪器国产化也是行业发展的重要趋势。