①半导体质量控制设备的概况：半导体设备分类由半导体制造工艺衍生而来，从工艺角度看，主要可以分为：光刻、刻蚀、薄膜沉积、质量控制、清洗、CMP、离子注入、氧化等环节。传统的集成电路工艺主要分为前道和后道，随着集成电路行业的不断发展进步，后道封装技术向晶圆级封装发展，从而衍生出先进封装工艺。先进封装工艺指在未切割的晶圆表面通过制程工艺以实现高密度的引脚接触，实现系统级封装以及2.5/3D等集成度更高、尺度更小的器件的生产制造。鉴于此，集成电路工艺进一步细分为前道制程、中道先进封装和后道封装测试。

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。

中金企信国际咨询公布的《全球及中国半导体质量控制设备行业全产业链市场专项调查研究及投资战略可行性报告（2022版）》

半导体检测与量测技术分析

根据检测类型的不同，半导体质量控制设备可分为检测设备和量测设备。随着技术的进步发展，集成电路前道制程的步骤越来越多，工艺也更加复杂。28nm工艺节点的工艺步骤有数百道工序，由于采用多层套刻技术，14nm及以下节点工艺步骤增加至近千道工序。根据YOLE的统计，工艺节点每缩减一代，工艺中产生的致命缺陷数量会增加50%，因此每一道工序的良品率都要保持在非常高的水平才能保证最终的良品率。当工序超过500道时，只有保证每一道工序的良品率都超过99.99%，最终的良品率方可超过95%；当单道工序的良品率下降至99.98%时，最终的总良品率会下降至约90%，因此，制造过程中对工艺窗口的挑战要求几乎“零缺陷”。检测和量测环节贯穿制造全过程，是保证芯片生产良品率非常关键的环节。随着制程越来越先进、工艺环节不断增加，行业发展对工艺控制水平提出了更高的要求，制造过程中检测设备与量测设备的需求量将倍增。

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，光学检测技术对晶圆的非接触检测模式使其具有对晶圆本身的破坏性极小的优势；通过对晶圆进行批量、快速的检测，能够满足晶圆制造商对吞吐能力的要求。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。

②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，根据中金企信统计数据，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%。

2016-2020年全球半导体检测和量测设备市场规模及增速分析

数据统计：中金企信国际咨询

根据中金企信统计数据，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。

2020年全球半导体检测和量测设备市场分析

单位：亿美元

数据统计：中金企信国际咨询

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，根据统计数据，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。

2020年全球半导体检测和量测设备市场格局情况

单位：亿美元

数据统计：中金企信国际咨询

③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。根据中金企信统计数据，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%。

2016-2020年中国大陆地区半导体检测和量测设备市场规模分析

单位：亿美元

数据统计：中金企信国际咨询

中金企信国际咨询公布的《2022-2028年中国半导体检测和量测设备行业市场调查分析及投资策略专项研究预测报告》

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全球最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%。

2016-2020年全球和中国大陆半导体（检测和量测）设备市场分析

数据统计：中金企信国际咨询

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最高，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，根据中金企信统计数据，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。

2020年中国半导体检测和量测设备市场格局分析

数据统计：中金企信国际咨询

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。