电参数测试修复设备全景调研与发展战略研究.docx

电参数测试修复设备全景调研与发展战略研究一、 前道量检测修复设备产业概况（一）修复设备是前道量检测设备市场的重要组成根据设备来源的不同，前道量检测设备主要可分为原厂设备、国产设备和修复设备等，共同服务于晶圆制造产线，支持半导体产线的建设设备主要服务于全球最先进制程芯片制造企业主要致力于服务国内市场需求，尚处于起步阶段国际龙头企业国内设备开发企业具备修复实力企业原厂设备指的是由KLA、AMAT、Hitachi等国际龙头企业研发、生产的前道量检测设备作为业内龙头，KLA等原厂设备供应商专注于引领前道量检测设备市场的技术发展和最新一代设备的研发、生产，主要服务于全球最先进制程晶圆制造企业国产设备主要指国内设备开发企业（如中科飞测、睿励仪器等）研发、生产的前道量检测设备，致力于服务国内市场需求，但由于设备技术壁垒高，国产化尚处于起步阶段修复设备指的是通过对退役设备进行专业化的功能修复、精度恢复、产线适配后重新具备再利用价值的前道量检测设备在晶圆制造企业不断追随摩尔定律持续迭代的背景下，成熟制程设备因产线升级等原因退役，但由于许多退役设备理论工作年限长，经专业修复后仍可有效满足下游多样化的设备需求。

修复设备主要由行业具备良好的专业技术水平且拥有丰富前道量检测设备修复经验的企业实现，主要服务于成熟制程晶圆制造企业退役设备的再利用是国际市场成熟模式根据SEMI数据，全球半导体退役设备销售额早在2010年已达60亿美元此外，全球市场中已形成了如SurplusGLOBAL（14070．KS，韩国企业）等成熟的半导体退役设备贸易商，其将退役设备销售企业，经专业修复后，满足下游市场对成熟制程设备的需求根据SurplusGLOBAL官网数据，自2000年创立以来，其已有40，000多台设备成功地投入到市场中二）前道量检测修复设备的产业链构成前道量检测修复设备作为前道量检测市场的重要参与者，下游主要面向成熟制程晶圆制造产线，原材料主要来源于先进制程产线的退役设备半导体产业遵循摩尔定律发展，晶圆制造企业通过制造工艺的持续升级来保持领先地位，产线上的前道量检测设备因产线升级或设备自身陈旧、老化等因素退役，并直接或经设备贸易商流通至具备设备修复能力的企业，在晶圆制造工艺持续迭代的背景下，不断有退役设备进入流通市场同时，多数设备理论工作年限可以超过30年，在尚未达到工作年限时就已退役，其再利用价值高，在终端市场需求多样化的影响下，修复设备可以满足成熟制程产线建设、扩产以及科研机构对前道量检测设备需求，从而形成了前道量检测修复设备产业链。

三）前道量检测修复设备市场规模快速增长在汽车电子消费电子等终端应用市场快速发展的推动下，我国成熟制程晶圆制造产线建设步伐加快，对成熟制程前道量检测设备的需求持续增长同时，在国际龙头原厂设备及国产设备供应不足的背景下，修复设备成为我国产线迭代过程中成熟制程设备的重要来源，市场规模快速增长下游汽车电子消费电子等终端需求的快速增长对成熟制程工艺制造的芯片产生巨大需求，为我国成熟制程产线的建设奠定了市场基础根据中国汽车工业协会数据，2016年至2021年，我国新能源汽车产量快速增长，产量由50．7万辆增长至354．5万辆，年复合增长率达到47．54%根据德勤预计，2022年度，新能源汽车车均芯片搭载数量将是传统燃油车的1．56倍此外，根据IDC数据，2016年至2021年，我国可穿戴设备出货量由4，149万台增长至约14，000万台在成熟制程芯片市场需求快速增长的背景下，我国晶圆产线增长迅速根据ICInsights数据，2016年末，全球晶圆产能达到每月1，711．4万片，其中，中国大陆晶圆产能占全球比例为10．8%2017至2020年间，全球投产的晶圆厂约62座，其中26座设于中国大陆，中国大陆晶圆产线数量及产能实现快速增长。

至2020年末，全球晶圆产能达到每月3，184万片，其中，中国大陆晶圆产能占全球比例为15．8%我国成熟制程产线的快速建设，使得下游对成熟制程前道量检测设备需求呈现持续增长，但在国际龙头原厂设备及国产设备供应不足的背景下，修复设备成为我国产线迭代过程中成熟制程设备的重要来源，市场规模快速增长根据沙利文数据，2016年至2020年，中国大陆前道量检测修复设备市场规模由3．4亿元增长至24．4亿元，年复合增长率达到63．67%，高于中国大陆前道量检测设备市场的复合增长率四）前道量检测修复设备市场的发展前景在晶圆制造工艺持续迭代的背景下，终端应用市场需求的多样性使得不同制程晶圆制造产线在较长时间内并存发展，推动了对不同制程前道量检测设备的多样化需求修复设备目前以满足成熟制程晶圆制造产线需求为主，但在摩尔定律下，国际晶圆制造企业工艺不断迭代的同时，国内下游晶圆制造企业的工艺也在朝着更小制程的方向不断发展当前先进制程设备在未来将成为退役设备，国内晶圆市场也会逐步向更小工艺制程方向投产未来，如汽车电子消费电子等终端应用领域仍处于快速发展期，成熟制程晶圆制造产线将快速建设、扩产，对前道量检测修复设备形成存量需求；同时，我国的晶圆制造产线也随着下游应用的发展，逐步向更小制程的工艺方向建设、扩产，将对前道量检测修复设备形成增量需求。

在终端市场持续发展我国政策大力支持以及全球半导体产业链向我国转移的背景下，我国晶圆制造产线仍处于扩张期根据BCG预测数据，2020年至2030年间，全球晶圆制造产能复合增长率约为4．6%，其中中国大陆的晶圆制造产能增速最快，中国大陆的新增产能占比约为30%；同时预计2030年中国大陆的晶圆制造产能的全球占比将达到24%，位居全球第一随着我国晶圆制造产线的持续建设，前道量检测修复设备市场规模未来仍具备较大的成长空间根据沙利文数据，2021年至2025年，中国大陆前道量检测修复设备市场规模仍将实现快速增长，预计到2025年，将达到82．1亿元，年复合增长率达到28．09%二、 前道量检测设备行业概况（一）前道量检测设备行业概述1、前道量检测设备是晶圆制造产线中的核心设备半导体设备行业中，前道量检测设备主要运用光学技术、电子束技术等测量晶圆的薄膜厚度、关键尺寸等，或检测产品表面存在的杂质颗粒、机械划伤、晶圆图案缺陷等，贯穿光刻、刻蚀、薄膜沉积、CMP等晶圆制造的全部工序在摩尔定律的推动下，元器件集成度的大幅提高要求晶圆制造不断向更小制程的工艺方向发展，工艺步骤和复杂程度大幅增加，工艺中产生缺陷的概率也会大幅上升，需要通过各类型的前道量检测设备实现质量控制，保证每一道工序几乎零缺陷时，才能最终实现较高的产品良品率。

因此，前道量检测设备是晶圆制造产线中不可或缺的核心设备之一2、前道量检测设备的分类前道量检测设备根据使用目的可分为测量设备和检测设备：其中，测量设备主要是对晶圆的薄膜厚度、关键尺寸、套准精度、刻蚀深度、表面形貌等进行测量，以确保其符合参数的设计要求；而检测设备主要用于识别并定位产品表面存在的杂质颗粒沾污、晶圆图案缺陷、微观缺陷观测、机械划伤等问题3、前道量检测设备精密复杂制造难度大前道量检测设备为高精密设备，需完成纳米级别的测量、检测工作，主要由传输单元、光路处理单元、信号单元、量检测单元等系统组成，包含成千上万个具体模块，涉及高真空腔传输技术、光谱检测技术、快速运算技术、高精度信号检测技术等，是光学、电学、机械学、算法、运动控制等多学科的技术结晶前道量检测设备广泛应用于晶圆制造中多个工艺环节，具有技术壁垒高、制造难度大等特点在半导体设备中，前道量检测设备制造难度较大二）前道量检测设备市场规模前道量检测设备作为半导体设备市场的重要组成，其市场规模在半导体设备中仅次于薄膜沉积设备、光刻机、刻蚀设备据SEMI数据统计，前道量检测设备约占半导体设备市场规模的13%近年来，全球前道量检测设备市场呈现稳步增长。

根据VLSIResearch、QYR数据，2016年至2020年，全球前道量检测设备市场规模由2016年的47．6亿美元增长至2020年的76．5亿美元，年复合增长率12．59%同时，得益于半导体行业的繁荣发展，中国大陆前道量检测市场规模快速增长，由2016年的7．0亿美元增长至2020年的21．0亿美元，年复合增长率达到31．61%，远超全球平均水平，占全球市场规模的比例由2016年的14．71%增长至2020年的27．45%，已成为全球最大的前道量检测市场三）前道量检测设备市场供需情况同光刻机市场相似，前道量检测设备的技术壁垒高、制造难度大，需要企业长时间的投入及技术积淀，供应市场呈现高度集中的格局目前，全球前道量检测设备供应市场由KLA、AMAT、Hitachi等少数国际龙头企业主导，其市场占有率分别为52%、12%、11%，其他企业市场份额合计仅25%为匹配摩尔定律下晶圆制造工艺的升级步伐，及时满足全球领先的晶圆制造企业对新一代设备的需求，并保持引领市场的竞争力，在有限的资金、产能、人力下，KLA等国际龙头企业将更多精力投入先进制程设备，逐步不再生产成熟制程设备由于半导体产业起步相对较晚，前道量检测设备的国产化率较低。

根据沙利文数据，2016年至2020年，前道量检测设备国产化率虽有所增长，但仍相对较低；同时，根据中国电子专用设备工业协会数据，2020年度，前道量检测设备国产率仅为2%虽然国产设备企业不断加大研发和技术积累，但目前仍处于发展初期在晶圆制造工艺代际更替过程中，不同制程半导体产品在终端市场应用呈现多样化的特点其中，采用大晶圆尺寸及先进制程制造工艺的主要为CPU、GPU和存储器等产品；对于在汽车电子、消费电子等领域应用广泛的功率分立器件、MEMS、模拟芯片等，仍主要使用成熟制程工艺因此，在代际更替过程中，多样化的终端市场应用使得不同制程的产线在较长的时间内是并存发展的以8英寸产线向12英寸产线过渡为例，根据SEMI数据，在摩尔定律的驱动下，全球自2008年开始大规模建设12英寸产线，8英寸产线逐步减少但2015年以来，汽车电子、智能消费电子、物联网等终端应用领域开始快速发展，对MCU、电源管理芯片、指纹识别芯片等产品的需求迅速增加，全球8英寸产线数量开始恢复至2020年，全球8英寸产线仍维持在191条，8英寸产能仍在全球晶圆产能中保持较大的占比另一方面，根据ICInsights数据，2020年末，中国大陆晶圆产能在小于10nm制程领域尚待取得突破，20nm以上的制程产能占比为61%，其中40nm及以上制程占比达到50%，晶圆产线以成熟制程为主。

在终端应用市场的快速发展推动下，中国大陆晶圆制造产业对成熟制程前道量检测设备需求快速增长由于国际龙头企业（如：KLA、AMAT、Hitachi）逐步不再生产成熟制程设备，且量检测设备的国产化率仅为2%，国内成熟制程前道量检测设备供应缺口较大前道量检测修复设备作为市场重要组成，有效缓解了成熟制程设备供应紧张的局面，支持了我国半导体产线的建设三、 半导体设备行业产业链解析半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料半导体产品按照功能区分可以分为集成电路、光电子器件、分立器件和传感器等四大类其中集成电路是半导体产业的核心，根据WSTS数据，2020年集成电路市场规模占到了半导体市场的82%半导体产业链可按照主要生产过程进行划分，整体可分为上游中游下游以半导体中占比最高的集成电路产业为例，上游包括半导体材料、生产设备、EDA、IP核EDA，即电子设计自动化（ElectronicsDesignAutomation），主要包括设计工具和设计软件IP核（IntellectualPropertyCore）提供已经完成逻辑设计或物理设计的芯片功能模块，通过授权允许客户将其集成在IC设计中中游包括设计、制造、封测三大环节。

下游主要为半导体应用，主要包括3C电子、。