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2019年中國半導體檢測設備行業(yè)市場規(guī)模及應用領域分析:量測設備和缺陷檢測設備是最主要的兩個領域[圖]

    半導體檢測設備是半導體設備的一個重要分支,占半導體設備比重在15%左右。半導體檢測從設計驗證到最終測試都不可或缺,貫穿整個半導體制造過程。按照電子系統(tǒng)故障檢測中的“十倍法則”,如果一個芯片中的故障沒有在芯片測試時發(fā)現(xiàn),則在電路板(PCB)級別發(fā)現(xiàn)故障的成本為芯片級別的十倍。

    2019年半導體行業(yè)受存儲價格暴跌影響,全球半導體行業(yè)出現(xiàn)下滑。2019年全球半導體行業(yè)營收為4121億美元,與2018年相比大跌12.1%,這是自2001年以來的最大降幅。2019年全球半導體設備銷售額597.5億美元,較2018年的645.3億美元下降了7.41%。

    2014-2019年全球半導體設備銷售情況

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

    從地區(qū)銷售情況來看,中國臺灣地區(qū)是2019年半導體設備的最大市場,銷售額增長了68%,達到171.2億美元,占比28.65%。中國大陸以134.5億美元的銷售額保持其第二大設備市場的地位。其次是韓國,為99.7億美元,受存儲市場大幅下滑影響,韓國2019年半導體設備銷售額下降了44%。盡管日本,歐洲和世界其他地區(qū)的新設備市場萎縮,但北美設備銷售額在2019年躍升了40%,達到81.5億美元,這是該地區(qū)連續(xù)第三年增長。

全球半導體設備地區(qū)銷售情況(單位:十億美元)

地區(qū)
2019
2018
增速
中國臺灣
17.12
10.17
68%
中國大陸
13.45
13.11
3%
韓國
9.97
17.71
-44%
北美
8.15
5.83
40%
日本
6.27
9.47
-34%
其他地區(qū)
2.52
4.04
-38%
歐洲
2.27
4.22
-46%

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    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國半導體檢測儀器行業(yè)市場運行態(tài)勢及未來發(fā)展前景報告》數(shù)據(jù)顯示:預計2020年我國半導體設備將達1700億元,其中檢測設備占總設備17%(晶圓檢測9%,過程工藝控制8%),預計我國半導體檢測設備2020年規(guī)模在289億元。從檢測設備細分領域而言,量測設備和缺陷檢測設備是最主要的兩個領域,分為為117億元和144億元。

我國半導體設備投資額(億元)

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國內(nèi)半導體檢測設備環(huán)節(jié)市場(億元)

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    工藝控制檢測設備即前道量測/檢測設備,在半導體制造工藝過程中,對晶圓進行測量和檢測,以保證在制造的過程中,關鍵的工藝參數(shù)滿足設計要求,從而提升芯片制造的良品率。

    前道量測/檢測設備占晶圓制造設備比例達10%

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    量測主要是對芯片的薄膜厚度、關鍵尺寸、套準精度等制成尺寸和膜應力、摻雜濃度等材料性質(zhì)進行測量,以確保其符合參數(shù)設計要求;缺陷檢測主要用于識別并定位產(chǎn)品表面存在的雜質(zhì)顆粒沾污、機械劃傷、晶圓圖案缺陷等問題。

半導體檢測設備主要環(huán)節(jié)設備(億元)

主要組成部分
細分設備
市場規(guī)模
量測設備
關鍵尺寸掃描電子顯微鏡
29.4
掩膜檢測設備
37.1
掩膜測量設備
4.9
鍍膜測量設備
10.5
薄膜兩側設備
33.3
光學測量設備
1.7
缺陷檢測設備
無圖形晶圓檢測設備
15.2
有圖形晶圓光學檢測設備
91.4
有圖形晶圓電子束檢測設備
11.9
宏觀缺陷檢測設備
8.1
缺陷檢查掃描電子顯微鏡
14.9
光學缺陷檢查設備
2.6
過程控制軟件
過程控制軟件
4.7
其他
其他
23.6

數(shù)據(jù)來源:公開資料整理

    檢測設備細分到每個領域差異極大,在上游硅片、光刻膠、電子氣體、超凈高純試劑、濺射靶材生產(chǎn)環(huán)節(jié)需大量的分析儀器,其中高端分析儀器比如質(zhì)譜儀、光譜儀、色譜儀是必備儀器。

各環(huán)節(jié)需用到的設備

領域
設備
硅片
原子力顯微鏡、X射線衍射儀、電子衍射法ED(反射高能電子衍射RHEED、低能電子衍射LEED)、透射電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、X射線能量色散譜EDS、顯微激光拉曼光譜儀、角分辨光電子能譜ARPES、電學性能表征、光致發(fā)光PL、電化學工作站、傅里葉變換紅外光譜儀、拉曼光譜儀、離子色譜儀、電子探針分析儀、熱重分析儀、X射線光電子能譜、俄歇電子能譜、臺階儀、透射光譜(紫外-可見光-近紅外分光光度計、雙光束紫外可見分光光度計)、熒光光譜、掃描探針顯微鏡、特斯拉儀
光刻膠
原子力顯微鏡、紫外光譜儀、紅外光譜儀、核磁共振儀、掃描電鏡、差示掃描量熱儀、熱重分析儀、元素分析儀液質(zhì)聯(lián)用LC-MS、納米壓痕儀、臺階儀
電子氣體
氣體轉子流量計、馬弗爐、氣相色譜、微水測定儀;天平、烘箱、pH計、水浴鍋
超凈高純試劑
氣相色譜、等離子質(zhì)譜ICP-MS、離子交換色譜法;顯微鏡法、庫爾特法、光阻擋法、激光光散射法;發(fā)射光譜法、原子吸收分光光度法、火焰發(fā)射光譜法、石墨爐原子吸收光譜法、等離子發(fā)射光譜法、電感耦合等離子質(zhì)譜法ICP-MS
濺射靶材
金相分析、掃描電鏡、X射線衍射儀、顯微硬度計、ICP-MS、輝光放電質(zhì)譜法GDMS、四探針電阻儀、熱重分析儀、激光粒度儀、數(shù)字源表、臺階測試儀
拋光材料
掃描電鏡、透射電鏡、原子力顯微鏡、俄歇電子能譜儀、納米力學測試儀、X射線光電子能譜儀、摩擦力顯微鏡掃描探針顯微鏡、粒度分析儀;掃描探針、X射線形貌儀、離子質(zhì)譜儀、衍射分析技術、激光拉曼光譜儀、臺階儀、表面測試儀;三維表面輪廓儀(白光干涉儀)、粗糙度儀、精密測厚儀、金相顯微鏡
引線框架
數(shù)字式微歐計、顯微硬度計、電子拉伸機、金相顯微鏡、透射電鏡、掃描電鏡、能譜分析儀、萬能試驗機
封裝基板
流變儀、熱重分析儀、差示掃描量熱儀、熱機械分析儀、動態(tài)熱機械分析儀、萬能試驗機;X射線衍射儀、掃描電鏡、四探針測試儀、自制膜層結合強度測試儀
鍵合絲
掃描電鏡、X射線能譜儀EDS、X射線衍射儀、直流雙臂電阻電橋、萬能試驗機、顯微硬度計、金相顯微鏡、鍵合點拉力試驗所用檢測設備
包封材料
同步熱分析儀、X射線衍射儀、紅外光譜儀、透射電鏡、紫外-可見分光光度計、試驗機、元素分析儀、掃描電鏡能量散射光譜儀SEM-EDS、高溫熱機械分析儀、熒光光度計
芯片粘接材料
原子力顯微鏡、X射線光電子能譜、萬能試驗機、顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、動態(tài)熱機械分析儀、X射線衍射儀、熱重分析儀

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高端分析儀器在半導體領域應用

技術平臺
產(chǎn)品
應用領域
用途
無機質(zhì)譜
ICP-MS
硅片/靶材/拋光材料
測量材料純度、表面痕跡污染物
光刻膠
測量雜質(zhì)成分
高純試劑/化學品
試劑的雜質(zhì),質(zhì)量檢測
電子氣體
顆粒物及其成分檢測
GD-MS
硅片/靶材/拋光材料
測量材料純度、雜質(zhì)成分
晶圓
對樣品逐層分析
失效分析
分析摻雜情況
LA-ICPMS
硅片/靶材/拋光材料
對材料進行直接測試,測量成分
晶圓
失效分析、樣品逐層分析
有機質(zhì)譜
DAPS-ICPMS
電子氣體/生產(chǎn)環(huán)境
監(jiān)測其中的金屬顆粒物
PTR-TOF
電子氣體/生產(chǎn)環(huán)境
高純電子氣體的雜質(zhì)監(jiān)測
LC-MS/MS
光刻膠/有機試劑
對光刻膠/有機試劑成分、組成進行定量測量
GC-MS
電子氣體/生產(chǎn)環(huán)境
高純電子氣體的雜質(zhì)監(jiān)測
API-MS
電子氣體
高純電子氣體的雜質(zhì)監(jiān)測
分子光譜
FTIR
硅片
硅片表面痕量污染物
光刻膠
檢測光刻膠的分子結構和化學組成分析
硅片
硅片薄膜的表面、異質(zhì)結界面性質(zhì)、薄膜材料的組成分析和微區(qū)形貌分析
拉曼
拋光材料
可應用于表面薄膜檢測和檢定,也可對材料表面進行結構分析、成分鑒別、缺陷研究、摻雜研究、均勻性研究等
熒光光譜
硅片
檢測硅片缺陷性質(zhì)、材料表面評價
紫外可見
硅片
檢測硅片表面殘留和薄膜材料成分和厚度
光刻膠
檢測光刻膠的光學性質(zhì)。獲取粒子顆粒度、結構
原子光譜
原子吸收
高純試劑/化學品
高純試劑(電子級以下)中的金屬雜質(zhì)檢測
ICP-OES
高純試劑/化學品
高純試劑(電子級以下)中的金屬雜質(zhì)檢測
AES
拋光材料
金屬材料成分分析
LIBS
硅片/拋光材料
材料的成分分析
色譜
IC
超凈高純試劑
高純試劑中的陰陽離子檢測
GC
高純氣體
半導體用高純氣體中的雜質(zhì)氣體成分在線監(jiān)測;
生產(chǎn)環(huán)境
生產(chǎn)環(huán)境的有機氣體檢測
LC
超凈高純試劑
有機試劑的雜質(zhì)檢測

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    全球前道檢測領域前三甲分別為科磊半導體(美國)、應用材料(美國)、日立(日本),占率分別約為52%、12%、11%。國內(nèi)前道檢測領域主要企業(yè)有上海睿勵、上海精測、中科飛測等,整體規(guī)模尚較小。

    量測設備格局

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2025-2031年中國半導體設備電源行業(yè)市場競爭態(tài)勢及未來趨勢研判報告
2025-2031年中國半導體設備電源行業(yè)市場競爭態(tài)勢及未來趨勢研判報告

《2025-2031年中國半導體設備電源行業(yè)市場競爭態(tài)勢及未來趨勢研判報告》共八章,包含中國半導體設備電源行業(yè)鏈結構及全產(chǎn)業(yè)鏈布局狀況研究,中國半導體設備電源行業(yè)重點企業(yè)布局案例研究,中國半導體設備電源行業(yè)市場及投資戰(zhàn)略規(guī)劃策略建議等內(nèi)容。

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