2019半导体设备专题系列之二_冲云破雾的检测设备_49页_5mb

中性（维持）——半导体检测设备行业分析总结

核心内容概述

本文围绕半导体检测设备行业展开，分析了检测设备在半导体制造过程中的作用，探讨了当前全球行业格局，以及国内企业在进口替代和技术创新方面的进展。检测设备包括工艺检测、晶圆检测（CP测试）和终测（FT测试），在半导体制造中具有重要地位。检测设备占半导体制造设备投资的约 $9%$，全球市场空间超过50亿美元，而国内公司正逐步在晶圆检测和终测环节实现突破。

主要观点

• 检测的重要性：检测贯穿整个半导体制造过程，有助于控制系统损失，提升良品率。测试设备需求旺盛，检测成本逐年升高。
• 进口替代趋势：尽管前道设备如光刻、刻蚀仍被外资垄断，但在检测、清洗、硅片制备等领域，国产设备已具备一定的替代能力。
• 政策与市场驱动：国家政策大力支持半导体设备发展，尤其在封测环节，推动了国产设备企业的成长。
• 技术壁垒与挑战：检测设备涉及光学精度、算法、机械结构等技术，国内企业在高端设备领域仍有较大差距，但部分企业已取得进展。
• 市场空间与增长潜力：预计2018-2020年国内检测设备需求将超800亿元，市场前景广阔。

关键信息

行业概况

• 行业规模：截至2019年，国内半导体设备公司数量为358家，占行业总市值的 $9.8%$。
• 行业指数：2019年上证指数为2923，半导体行业在19年上半年表现低迷，但中国大陆市场依然坚挺。
• 全球市场预测：SEMI预计2019年全球半导体设备销售额将下降 $18%$，但2020年有望增长 $12%$。

检测设备分类

• 工艺检测：包括在线参数测试、膜厚、应力、折射率、掺杂浓度、关键尺寸（CD）等。
• 晶圆检测（CP测试）：用于封装前的电性能测试，是制造过程中的关键环节。
• 终测（FT测试）：对芯片成品进行抽样检测，决定最终良率。

国内公司进展

• 长川科技：在测试机、分选机领域有较深积淀，通过收购STI提升技术水平和客户资源。
• 华兴源创：由面板检测领域转型至半导体检测设备，具备一定竞争力。
• 至纯科技：在高纯工艺系统和清洗设备方面有较强实力。

海外龙头企业

• 科磊：全球检测设备龙头，占据 $68%$ 的有图形晶圆检测设备市场。
• 爱德万：存储器检测设备龙头，与泰瑞达共同垄断测试机市场。
• 泰瑞达：专注于RF及SOC检测设备。
• 东京精密：提供高精度探针台，产品广泛应用于晶圆测试。

检测设备市场结构

• 全球市场份额：科磊、日立、应用材料等公司占据主要市场份额。
• 检测设备市场占比：占半导体制造设备投资的 $17%$，其中晶圆检测占 $9%$，过程工艺控制占 $8%$。
• 检测设备需求预测：2018-2020年国内晶圆厂检测对应的半导体检测设备需求分别为264、273、289亿元。

检测设备分类详解

1. 工艺检测

• 膜厚检测：使用椭偏仪或四探针法进行检测，精准控制膜厚对芯片性能至关重要。
• 膜应力检测：采用SEM或AFM等设备，用于检测膜的拉应力和压应力。
• 折射率检测：通过干涉和椭圆偏振技术测量，确保透明膜层质量。
• 掺杂浓度检测：利用热波系统等设备，对芯片关键区域进行检测。
• 关键尺寸（CD）检测：通过CD-SEM等设备进行，用于控制芯片线宽精度。
• 台阶覆盖检测：利用光学非接触轮廓仪或探针接触式轮廓仪，确保晶圆表面平整。

2. 晶圆检测

• 硅片检测：包括表面缺陷、颗粒污染等，主要依赖进口设备。
• 晶圆中测（CP测试）：通过探针台和测试机配合，进行电性能测试，形成晶圆Map图，指导后续封装。

3. 终测（FT测试）

• 功能测试：使用测试机和分选机进行，确保芯片符合设计要求，提升成品率。

国内企业挑战与机遇

• 技术差距：国内企业在高端检测设备领域仍面临较大挑战，尤其在光学精度、算法开发、探针台等环节。
• 政策支持：国家政策推动国产设备发展，如“02专项”和国家产业大基金，为检测设备企业提供资金和研发支持。
• 市场机会：随着半导体产业向中国大陆转移，检测设备市场需求持续增长，国内企业有望实现进口替代。

风险提示

• 技术突破不及预期：检测设备技术复杂，国内企业可能面临技术瓶颈。
• 新产品开发不及预期：国内企业需加快研发进度，以满足不断变化的市场需求。
• 行业周期性波动风险：半导体行业受市场波动影响较大，需警惕周期性风险。

结论

检测设备是半导体制造过程中不可或缺的一部分，其市场空间广阔，且随着国内半导体产业的转移和政策支持，国产设备公司正迎来重要机遇。尽管目前高端设备仍由海外企业主导，但随着技术积累和政策扶持，国内企业有望在未来实现更大突破。