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　　半导体设备可分为前道设备按照工艺的分类方式，半导全球半导体行业呈现强周期半导体检测设备行业

　　（晶圆制造）和后道设备…体检测设备可分为检测和…性，全球半导体行业有望…目前已达到3个阶段

　　摘要半导体检测设备是集成电路生产的核心，贯穿生产全过程。预计2024年下半年市场将复苏，因全球半导体行业周

　　期性波动及晶圆厂资本开支上调。中国半导体设备国产化率虽低，但增长迅速，预计2025年达50%。检测设备在

　　晶圆制造设备中价值占比约11%，市场规模持续增长。未来变化受晶圆厂产能提升、高阶封装技术掌握等因素驱

　　半导体设备可分为前道设备（晶圆制造）和后道设备（封装与测试）两大类。前道设备涉及硅片加工、光

　　刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光、金属化等工艺，所对应的核心专用设备包括硅片加工设备、光刻

　　设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备、量/检测设备等。后道设备则包括

　　封装设备和测试设备，同时后道先进封装工艺也会用到部分前道设备。半导体检测设备为集成电路生产过程中的

　　按照工艺的分类方式，半导体检测设备可分为检测和量测两大环节；按照工序的分类方式，半导体检测设备

　　全球半导体行业呈现强周期性，全球半导体行业有望在2024年迎来复苏，半导体检测设备需求量预计在

　　2024年下半年开始逐步提升；在晶圆制造设备中，半导体检测设备价值量占比约为11%，显著高于清洗、

　　CMP、涂胶显影、离子注入设备等；全球半导体设备市场高度集中，中国半导体设备国产化进程仍处于早期阶

　　全球半导体行业呈现典型周期性，技术迭代驱动10年长周期，资本开支驱动3-4年短周期。从长周期来

　　看，半导体制造技术大约每10年进行一波迭代，从1965年至今已发展到EUV光刻机为代表的第六代技术，

　　制程节点突破至以台积电最新发布的1.6nm（TSMCA16TM）半导体工艺；从短周期来看，2023年全球

　　半导体行业资本开支同比下降14%至156亿美元，下降主要由于芯片需求疲软以及消费和移动设备库存增

　　加，众多半导体公司减少对新设备的投资，以应对市场的不确定性。其中，削减幅度最大的是存储公司，

　　降幅为19%。按此周期计算，全球半导体行业有望在2024年迎来复苏，晶圆厂资本开支有望上调。半导体

　　量/检测设备作为半导体工艺控制环节的重要组成，其需求量预计在2024年下半年开始逐步提升。

　　全球半导体设备市场高度集中，中国半导体设备厂商产品布局方面已涵盖了半导体制造过程中的多个关键

　　环节，但海外龙头厂商仍处于垄断地位，中国国产替代仍处于早期阶段。根据SEMI，2022年中国晶圆厂商

　　半导体设备国产化率明显提升，从21%提升至35%，预计2025年，中国国产化率将会达到50%，并初步摆

　　从晶圆厂的资本开支来看，20%-30%用于厂房建设，70%-80%用于设备投资。前道设备（晶圆制造）投

　　资量占半导体设备投资量的约80%，封装和测试设备占比分别约为10%和8%。2022年全球晶圆制造设备

　　中，光刻设备、刻蚀设备和薄膜沉积设备价值量占比分别为22%、21%和21%，而量/检测设备价值量占

　　中国半导体检测设备的发展历程经历了从萌芽期的技术依赖到启动期的技术引进与消化再到高速发展期的技

　　术创新与本土化加速的过程。未来，随着技术的不断进步和市场的不断扩大，中国半导体检测设备行业将迎来更

　　中国半导体产业在这一时期主要以计算机与军工配套为目标，逻辑电路为主要产品。半导体量检测设

　　备作为产业链的一部分，也开始了初步的研发与尝试。由于技术水平和设备条件的限制，中国在这一

　　阶段主要依赖进口设备进行半导体生产和检测。中国对半导体检测设备的研发还处于起步阶段，缺乏

　　随着改革开放的深入，中国政府开始大力支持半导体产业的发展，包括量检测设备领域。政府出台了

　　一系列政策，鼓励技术创新和自主研发。同时，中国积极引进国外先进的半导体技术和设备，同时鼓

　　部分企业开始涉足半导体检测设备的自主研发，但整体技术水平仍与国际先进水平存在较大差距。

　　中国半导体检测设备行业在技术创新方面取得了显著进展，一批本土企业逐渐崛起，形成了较强的自

　　主研发能力。随着技术的不断突破，中国国产半导体检测设备在性能上逐渐接近甚至超越国外同类产

　　品，中国国产化率显著提升。此外，中国作为全球最大的半导体市场之一，对半导体量检测设备的需

　　求持续增长。特别是在5G、AI、汽车智能化等新兴领域的推动下，半导体存储器件市场将迎来新的

　　半导体检测设备行业产业链上游为零部件厂商，包括运动与控制类、光学类、机械加工件厂商等；中游为半

　　中国国产晶圆检测设备厂商主要有中科飞测、上海精测、上海睿励、赛腾股份、诚锋科技、矽行半导体、东方晶

　　圆、上海御微、南京中安等，厂商检测设备产品主要围绕无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶圆缺陷检测设备，部

　　分厂商产品已实现批量出货并基本实现了28nm及以上制程的初步覆盖。而部分厂商纳米图形晶圆缺陷检测设备

　　在半导体检测设备产品覆盖程度方面，中国国产厂商的前道检测设备产品覆盖率约为20%-30%，而海外厂商产

　　品覆盖率约为60%-90%；产品工艺节点方面，中国国产半导体检测设备厂商仅能批量出货28nm及以上制程产

　　品，对于28nm以下制程产品仍在研发和验证中。海外头部厂商产品普遍能覆盖2Xnm以下制程，其中，科磊半

　　导体（KLA）的无图形晶圆缺陷检测产品SurfscanSP7XP已经应用在5nm及以下制程。[6]

　　晶圆检测设备上游零部件主要可分为运动与控制系统类、光学类、电气类、机械加工件和机械标准

　　件，其中运动与控制系统类零部件和光学类零部件成本占比分别约为21.5%和15.1%。先进设备前端

　　模块(EFEM)、机械手等运动与控制系统类零部件主要从日本等海外供应商获取，而先进光学类零部件

　　中国国产晶圆检测设备厂商的商业模式为通过从海外采购高精度零部件，再由中国厂商进行组装。中

　　国国产头部设备厂商由于采购量较大，通常在采购海外零部件厂商高精度零部件上具备渠道优势。中

　　国国产晶圆检测设备厂商核心竞争力之一在于零部件供应商渠道能力，而中国国产零部件供应商的核

　　心竞争力又在于能否稳定获取海外高精度零部件。中国国产晶圆检测设备厂商与海外头部厂商的商业

　　模式均为采购零部件后进行组装，然而海外头部设备厂商通常能参与到上游零部件厂商的研发设计

　　由于早期中国国产晶圆检测设备厂商对于海外零部件采购量不大，通常只需要花费1-2个月进行零部

　　件采购即可进行设备组装，设备交付周期可控制在4-8个月。然而随着中国国产晶圆检测设备国产化

　　替代程度不断提高，设备商对于海外高精度零部件需求量不断提升，海外零部件厂商出现了供不应求

　　及交货周期大幅拉长的情况，这也使得中国国产晶圆检测设备商交货周期延长至6-14个月。

　　中国国产晶圆检测设备厂商产品已覆盖了掩膜版缺陷检测设备、无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆

　　缺陷检测设备、纳米图形晶圆缺陷检测设备、电子束缺陷检测设备和电子束缺陷复查设备等前道晶圆

　　检测设备，并已持续取得中国半导体制造厂商的采购订单，打破海外厂商垄断。中国国产半导体检测

　　设备厂商主要有中科飞测、上海精测、上海睿励、赛腾股份、诚锋科技、矽行半导体、东方晶圆、上

　　海御微、南京中安等，厂商检测设备产品主要围绕无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶圆缺陷检测设

　　备，部分厂商产品已实现批量出货并基本实现了28nm及以上制程的初步覆盖，而部分厂商纳米图形

　　中国国产半导体检测设备厂商与海外厂商相比，其差异在于：1）产品覆盖程度不及海外厂商。科磊

　　半导体（KLA）几乎涵盖所有前道检测产品，覆盖率超过90%，应用材料（AMAT）及创新科技

　　（ONTO）在前道检测产品覆盖率也超过60%，而多数中国国产厂商在前道检测产品覆盖率在

　　20%-30%；2）产品工艺节点远不及海外头部厂商。目前中国国产晶圆检测设备厂商仅能批量出货

　　28nm及以上制程产品，对于28nm以下制程产品仍在研发和验证中。海外头部厂商产品普遍能覆盖

　　2Xnm以下制程，而科磊半导体（KLA）的无图形晶圆缺陷检测产品SurfscanSP7XP已经应用在

　　中芯国际集成电路制造有限公司上海华虹（集团）有限公司无锡华润微电子有限公司

　　截至2023年底，中国大陆拥有建成和在建的40个12英寸晶圆厂，以及9个计划建设中的晶圆厂，49

　　座晶圆厂合计规划产能达417.3万片/月；8英寸和6英寸晶圆厂规划产能分别为160万片/月和45万

　　片/月。中国大陆在12英寸晶圆领域不断扩产，带动半导体检测设备采购量提升。

　　先进制程的研发和生产主要集中在12英寸晶圆上，其多用于90nm以下半导体制程，主要应用于逻辑

　　芯片（CPU、GPU）、存储芯片、FPGA和ASIC等高端领域；8英寸晶圆通常用于90nm以上半导体

　　制程，主要应用于功率器件、电源管理器、MEMS、显示驱动与指纹识别芯片领域。生产12英寸晶圆

　　的成本比8英寸高出约50%，然而12英寸晶圆的芯片输出几乎是8英寸晶圆的三倍，使得每个芯片的

　　2018年—2023年，半导体检测设备行业市场规模由13.1亿美元增长至47.58亿美元，期间年复合增长率

　　29.43%。预计2024年—2028年，半导体检测设备行业市场规模由52.50亿美元增长至67.62亿美元，期间年复

　　2022年10月，美国对中国半导体产业制裁升级。2023年3月，荷兰也加入了美国对华芯片出口管制的阵营。日

　　本经济产业省也发布修订外汇法法令，将23类先进的芯片制造设备纳入出口管理的管制对象。其中包括清洗设

　　备、成膜设备、热处理设备、曝光设备（包括极紫外EUV相关产品的制造设备）、蚀刻设备、高端光刻胶等。

　　2024年4月，日本表示将半导体和量子科技领域的四个品类纳入全新的出口管控名单，此次限制涉及到用于分析

　　纳米粒子图像的扫描电子显微镜，以及三星电子公司采用的用于改进半导体设计的全栅晶体管技术。2022年以

　　来，地缘政治不确定性持续加剧。半导体设备作为中国主要的“卡脖子环节”，受到西方国家的出口管制，半导

　　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极高的水平

　　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”。在这一背景下，检测和量测环节的重要性变得尤为突出。它们不仅贯穿于整个

　　芯片制造过程，而且是确保生产良品率的关键环节。此外，随着半导体工艺节点不断向更小尺寸发展，例如从

　　14nm向7nm甚至5nm推进，对检测和量测设备的精度和灵敏度要求持续提高。这要求设备能够检测更小的缺

　　陷，以保持产品的高性能和可靠性。因此，随着半导体工艺的不断推进，半导体检测设备投资额总体呈现增长态

　　2022年至2024年，全球有82个新晶圆厂开始运营，其中包括2022年的29个，2023年的11个和2024年的42

　　个，晶圆尺寸从300mm到100mm不等。同时，受益于AI和高性能计算的快速发展，2024年全球半导体晶圆产

　　能将同比增长6.4%至3,149万片/月，而中国半导体每月晶圆产能也同比增长13%到860万片/月。中国目前运营

　　的晶圆厂有44个，其中12英寸晶圆厂25个，8英寸、6英寸晶圆厂分别为15个和4个。预计到2024年底，中国大

　　陆将新建32个晶圆厂，其中已在建设中的达到22座，计划建设的10座，均将专注于成熟工艺。预计到2027年，

　　中国大陆晶圆代工产能全球占比将从2023年的26%提高至28%。从晶圆代工厂产能利用率来看，中芯国际、联

　　华电子、华虹集团在22Q4产能利用率均在80%以上，然而到23Q4均降到了当年最低点。中芯国际24Q1的产能

　　利用率从2023Q4的76.8%提升至98.7%，华虹半导体则从84.1%提升至91.7%。展望2024年下半年，随着芯片

　　厂商库存改善，下游终端需求持续回升，晶圆厂产能利用率有望逐步抬升，届时拉动半导体检测设备采购量提

　　高阶封装技术的掌握可使中国晶圆厂的中端芯片代工需求量增长，进而拉动半导体检测设备采购需求增长

　　预计全球量/检测设备市场将在2024年上半年开始回暖，然而中国大陆市场的恢复性增长将滞后半年到一年。同

　　时，受美国芯片制裁的影响，具备高阶芯片的产品难以出货至中国大陆，中国大陆难以获得高阶主芯片将影响附

　　属中低阶芯片的代工订单量，而中国大陆晶圆代工厂主要生产中低阶芯片。厂商可通过高阶封装使得中阶芯片的

　　组合具备高阶芯片的效能，而中国大陆厂商对于高阶封装技术的掌握仍需半年到一年的时间。高阶封装技术的掌

　　握可使得中阶芯片代工需求量增长，进而推动包括半导体检测设备在内的半导体设备采购需求增长。[16]

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　　《通知》强调银行保险机构应当全力以赴支持产业链供应链的安全稳定。特别是在基础零部件和工业软件

　　政策内容等相对薄弱的领域，需要加大金融支持的力度，并推动供应链金融的规范发展，确保资金链的顺畅和高

　　《通知》旨在鼓励基础零部件和工业软件等相对薄弱产业的发展，半导体零部件企业以及EDA软件公司有

　　国家鼓励的重点集成电路设计企业和软件企业，集成电路线纳米（含）的逻辑电路、存储器生产

　　政策内容企业、线微米（含）的特色工艺集成电路生产企业、集成电路线微米（含）的化合物

　　《通知》利好集成电路产业企业，半导体设备研发与制造厂商涵盖在内，通过税收减免的方式，鼓励半导

　　《纲要》提出推进质量强国建设，全面提高中国质量总体水平，推动质量基础设施更加现代高效，要求增

　　政策内容加优质服务供给，提高生产服务专业化水平，提升工业设计、检验检测、知识产权、质量咨询等科技服务

　　《纲要》提出加快质量技术创新应用，推进质量设计、试验检测、可靠性工程等先进质量技术的研发应

　　《规划》提出完成信息领域核心技术突破，加快集成电路关键技术攻关。推动计算芯片、存储芯片等创

　　政策内容新，加快集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，推动绝缘栅双极型晶体管、微机电系

　　《规划》提出加快集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发，半导体设备的研发生产和制

　　明确依托优质企业组建创新联合体或技术创新战略联盟，开展协同创新，加大基础零部件、基础电子元器

　　政策内容件、基础软件、基础材料、基础工艺、高端仪器设备、集成电路、网络安全等领域关键核心技术、产品、

　　《意见》提到加强基础零部件、基础电子元器件集成电路产业的攻关和示范应用，半导体设备研发和制造

　　中国半导体检测设备市场呈现高度垄断格局，美国厂商科磊半导体一超多强。2020年科磊半导体市占率达

　　54.8%，而中国厂商中科飞测、精测电子、睿励科学仪器合计贡献了2.3%的市场份额。目前，中国半导体检测设

　　备国产化率已由2020年的2%左右，提升至2023年的5%左右。未来，随着中国厂商技术的不断突破，中国半导

　　根据半导体检测设备产品中国市占率，以及产品制程两大维度划分，半导体检测设备行业呈现以下梯队情

　　况：第一梯队公司有科磊半导体、应用材料、日立等海外厂商；第二梯队公司为中科飞测、上海精测等中国厂

　　商；第三梯队有上海睿励、东方晶源、赛腾股份、矽行半导体、上海御微等中国厂商。[21]

　　2020年，全球半导体检测设备市场主要被美日厂商所垄断，市场集中度较高，CR5超过80%。其中，科磊半导

　　体（50.8%）、应用材料（11.5%）、日立（8.9%）、创新科技（5.6%）、雷泰光电（5.6%）。中国半导体检

　　测设备市场仍呈现一超多强的格局，2020年科磊半导体市占率达54.8%，而中国厂商中科飞测、精测电子、睿

　　励科学仪器合计贡献了2.3%的市场份额。全球与中国的半导体检测设备市场均呈现寡头垄断格局，主要由于半

　　导体检测设备是高度技术密集型的领域，需要长期的技术积累和研发投入。海外厂商，尤其是美国和日本的公

　　数十年的技术积累和研发投入，形成了深厚的技术壁垒。这些公司早期进入市场，建立了先发优势，包括专利布

　　中国半导体检测设备国产化率稳步提升，由2020年的2%左右提升至2023年的5%左右

　　中国大陆半导体检测设备厂商本土化程度较高，有一定的中国市场客户基础，已推出的半导体检测设备精度多为

　　μm级别，然而与海外头部厂商技术代差较大。近年来，中国半导体量/检测设备国产化率近年来稳步提升，已由

　　2020年的2%左右提升至2023年的5%左右。产品细分领域中，中国高精度Overlay测量设备国产化率接近于0；

　　中国X光量检测设备国产化率不足1%；中国膜厚厚度量测设备国产化率已达到15%；中国光学复查设备国产化

　　美日荷先进半导体设备封锁，中国半导体检测设备国产化替代进程加速，国产厂商市占率有望提升

　　2022年以来，地缘政治不确定性持续加剧，美日荷相继发布对华芯片出口管制措施。半导体设备作为中国主要

　　的“卡脖子环节”，处于国产替代的黄金时期。同时，受西方国家芯片制裁的影响，具备高阶芯片的产品难以出

　　货至中国大陆，中国大陆难以获得高阶主芯片将影响附属中低阶芯片的代工订单量，而中国大陆晶圆代工厂主要

　　生产中低阶芯片。厂商可通过高阶封装使得中阶芯片的组合具备高阶芯片的效能，而中国大陆厂商对于高阶封装

　　技术的掌握仍需半年到一年的时间。高阶封装技术的掌握可使得中阶芯片代工需求量增长，进而推动半导体检测

　　芯片制程节点不断提升，推动半导体检测设备采购需求增长，中国国产替代背景下，中国半导体检测设备厂

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　　在相同产能下，集成电路设备投资量随制程节点先进程度提升而大幅增长。当技术节点向5nm甚至更小的方向升

　　级时，集成电路的制造需要采用昂贵的极紫外光刻机（EUV），或多重模版工艺（重复多次刻蚀及薄膜沉积工序

　　以实现更小的线宽），需要投入更多且先进的光刻机、刻蚀设备和薄膜沉积设备。根据IBS，以5nm技术节点为

　　例，1万片/月产能的建设需要超过30亿美元的资本开支投入，是14nm的两倍以上，28nm的四倍左右。以

　　DRAM、3DNAND和逻辑芯片为代表的集成电路制造工艺不断提升，对半导体设备提出了更高的要求，同时带

　　动投资规模提升。根据东京电子（TEL），DRAM制程达到1b，3DNAND层数达到2XX时，新建10万片/月晶圆

　　制造产能的设备投资额提升至90亿美元；逻辑芯片工艺达到2nm时，晶圆制造设备投资额将会达到210亿美

　　元。半导体检测设备贯穿整个芯片制造过程，是确保生产良品率的关键。在国产替代大背景下，随着芯片制程节

　　点的不断提升，中国国产半导体检测设备采购额将持续提升，中国半导体检测设备厂商有望从中受益。[21]

　　深圳中科飞测科技股份有限公司(688361)武汉精测电子集团股份有限公司(300567)

　　总市值营收规模同比增长(%)毛利率(%)总市值营收规模同比增长(%)毛利率(%)

　　苏州赛腾精密电子股份有限公司(603283)中微半导体设备(上海)股份有限公司(688012)

　　总市值营收规模同比增长(%)毛利率(%)总市值营收规模同比增长(%)毛利率(%)

　　企业类型股份有限公司(上市、自然人投资或控股)成立时间2006-04-20

　　经营范围一般项目：平面显示技术的研发；液晶测试系统、有机发光二极管显示器测试系统、计算机…查看更多

　　精测电子子公司上海精测聚焦半导体前道检测设备领域，致力于半导体前道量测检测设备的研发及生产，设备应用于硅片

　　经营范围一般经营项目是：研发、设计、销售、上门安装、调试、测试、光电自动化设备、机电自动…查看更多

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