泛半導體檢測設備：從面板到芯片，延伸檢測新邊界

硅基OLED打通面板與半導體工藝，檢測需求共通性增強。傳統顯示面板採用玻璃基板，而Micro OLED採用硅基工藝，集成半導體與OLED兩大工藝。從檢測設備角度看，面板與半導體均需經歷鍍膜、去膜、光刻刻蝕等工序，兩者在前道光學、後道電學等檢測技術上存在一定的共通性。我們認爲，國內面板檢測的長期發展爲轉向半導體檢測儲備了技術基礎，半導體檢測技術進展也有望助力硅基OLED等新型面板顯示設備的檢測能力。

摘要

檢測貫穿面板生產全過程，對良率控制至關重要。根據OLED Industry，Array/Cell/Module三制程在面板產线設備投資佔比分別約75%/20%/5%，其中檢測設備佔各自段總設備投資額的20%/13%/17%。我們測算，2023年面板檢測設備市場空間爲123億元，DSCC預計Micro-LED 2027年出貨量1747萬片，隨着微型顯示設備放量，2027年或達到210億元，5年CAGR 9.3%。面板檢測有望延續增長趨勢，市場空間廣闊。

面板檢測行業面臨三個趨勢：新產品、新制程、新領域。1）Mini/Micro-LED和Micro OLED等新一代顯示技術具有高顯示效果、低功耗、高技術壽命等優良特性，市場潛力較大，新技術迭代有望帶動檢測需求增長；2）從cell/module端走向array端，2021年中國大陸AMOLED行業Array檢測設備國產化率不到5%，遠低於cell/module段的90%，國產替代空間廣闊；3）面板檢測公司向半導體檢測設備轉型和升級，面板與半導體在工藝上存在相似之處，國內面板檢測企業向半導體領域延伸，構築第二成長曲线。

海外廠商主導半導體檢測，國產廠商奮起直追。量檢測和測試設備貫穿晶圓制造和封裝環節，其中：1）前、中道量檢測：國產企業仍處於成長期，但已基本覆蓋主要環節，國產替代空間廣闊。2）後道測試：受益於封測企業擴產，海外廠商具有先發優勢，國內廠商也初步嶄露頭角，我們認爲，國內企業有望利用地域優勢加速超車。

風險

下遊資本开支不及預期；顯示面板和半導體周期復蘇不及預期；技術進展不及預期。

面板檢測設備：新技術引致新需求

國產化帶來新增量

顯示面板行業穩步復蘇，供需關系有望改善

基於發光方式的不同，平板顯示技術分爲自發光和非自發光兩類，前者主要爲OLED，後者則主要是LCD。LCD主流產品爲TFT-LCD面板，由於其技術成熟及工藝的持續改良、品質穩定、應用範圍廣、性價比高等，被廣泛應用於各類顯示領域，仍爲目前全球主流的顯示面板。OLED在推出初期價格較高，主要用於顯示和照明用途，隨着生產工藝的提升，自2010年以來，OLED屏幕逐漸普及於手機、可穿戴設備等領域。目前OLED主流產品爲AMOLED，受限於成本和良率主要用於智能手機等小尺寸面板領域。

圖表1：顯示器件類型

注：TFT-LCD爲LCD主流技術，AMOLED爲OLED主流技術資料來源：精智達招股書，中金公司研究部

LCD出貨佔主流，但OLED投資熱度更高。根據洛圖科技（RUNTO）數據，2022年，全球顯示面板市場出貨總面積約爲2.4億平方米，其中，LCD面板的出貨面積爲93%，OLED面板僅爲6.8%。OLED憑借色彩顯示、響應速度、低功耗等一系列優勢，被公認爲今後主流顯示技術的發展方向，產業投資熱度較高。根據DSCC預測，2024年顯示設備資本支出市場將增90%，達到83億美元，其中OLED資本支出增長127%，遠高於LCD 的47%。我們認爲隨着產業鏈和技術整體趨於成熟以及未來規模化應用後價格競爭力增強，OLED應用領域將持續拓展，滲透率有望快速提升。

圖表2：2016-2022年全球顯示面板出貨量

資料來源：IHS，中金公司研究部

圖表3：全球面板行業資本开支情況

資料來源：DSCC，中金公司研究部

面板價格波動性大，2023年起呈現復蘇跡象。回顧TV面板價格，2017年起以中國和韓國廠商爲主導，面板大廠LCD高世代线集中投產導致供給過剩，面板進入跌價周期。三星、LGD、群創等日本、韓國、中國台灣廠商在價格競爭中處於成本劣勢，自2019年起快速退出LCD生產，轉向OLED等更高端市場，供給端壓力相應緩解，並且需求端有所增加，價格开啓上漲區間，於2021年底重新出現下滑。進入2023年，受行業“動態控產”影響，LCD面板行業價格出現一定復蘇跡象，產品延續漲價至三季度。

全球LCD面板產能向中國大陸轉移，行業集中度提高。目前中國面板廠在LCD電視面板領域的市佔率領先，產能集中度高。根據Omdia數據，中國LCD產能位居全球第一，2022年中國大陸LCD面板產能佔全球LCD面板產能已達到68%，預計2026年這一比例將提升至78%左右。我們認爲未來隨着行業集中度的提高，供給格局將進一步得到改善，可以預期行業內企業或將堅持動態控產，推動行業健康發展。

圖表4：電視面板價格變動情況

資料來源：Wind，中金公司研究部

圖表5：2022年1-11月全球大尺寸LCD面板市場份額

資料來源：ICD，中金公司研究部

下遊應用廣泛，車載、AR/VR等新興領域成長性較高。面板下遊應用範圍比較廣，主要爲電視機領域、筆記本和電腦顯示器、手機領域等傳統應用領域，以及車載、可穿戴設備等新興應用領域。從出貨面積來看，根據群智咨詢數據，2022年電視是LCD最大的下遊應用終端，出貨面積佔比達73%，而隨着高清晰度、大屏幕和新型顯示技術的不斷推陳出新，電視面板出貨面積仍有擴張空間；而從出貨量看，2022年終端需求中手機佔比最高，達到46.5%。從增速來看，車載顯示器、AR/VR/MR等新型領域2023-2026年CAGR最高，分別爲4.6%和11.7%。我們認爲，隨着以車載顯示、智能家電、可穿戴設備、拼接大屏、電子標籤等爲代表的創新應用不斷湧現，未來面板需求有望維持增長。

圖表6：中國大陸面板產线的投資情況（截至2023年12月）

資料來源：公司公告，中華液晶網，中金公司研究部

檢測貫穿面板生產各工序，行業壁壘深厚

Array/Cell/Module三制程設備投資分別佔比75%/20%/5%。面板加工過程主要分爲Array（陣列）、Cell（像素）和Module（模組）三大制程。在Array制程中大尺寸的玻璃基板經過精密的加工和處理，包括光刻、蝕刻等復雜工藝後形成液晶顯示屏的基礎結構。Cell制程是在玻璃基板上形成像素和液晶層，包含液晶的填充、定位和密封等步驟。Module制程則將面板裝配驅動芯片、信號基板、背光源和保護罩等組件。Array和Cell涉及處理大尺寸的玻璃基板，涉及復雜的工藝和精密加工，例如光刻、液晶填充和對齊等，需要高度精准的設備來確保產品的質量和精度，因此所需設備投資相對較大。根據OLED Industry，Array、Cell、Module三個制程在面板產线設備投資總額佔比分別約爲75%/20%/5%。

圖表7：面板制程和相應檢測需求

資料來源：力鼎產業研究，中金公司研究部

面板檢測設備貫穿於面板生產制造的前、中、後道全過程。面板制造過程中缺陷難以避免，如印制電路板斷短路，液晶面板基板玻璃和濾光片表面含有針孔、劃痕等，都將對產品性能造成負面影響。因此檢測環節意義重大，各工藝流程都有其主要的檢測設備，用於保證各段生產制程的可靠性和穩定性，最終提升產线整體的良率。Array制程檢測系統主要是利用光學、電學原理對玻璃基板或偏光片進行各種檢測，如AOI光學檢測系統。Cell制程檢測系統主要是利用電學原理對面板進行各種檢測，如亮點檢測系統、配向檢測系統等。Module制程檢測系統主要是利用電訊技術對面板或模組進行信號檢測。其中根據未來智庫，Array/Cell/Module段檢測設備佔各自段總設備投資額的20%/13%/17%。

圖表8：LCD、OLED流程工藝對應主要檢測設備

資料來源：北京市電子科技情報研究所，中金公司研究部

檢測設備行業具有技術、市場、人才三大壁壘，護城河深厚。1）技術壁壘：檢測設備的功能模塊多、工藝難度大、集成化程度高，產品开發需要涵蓋電子電路設計、精密光學、機械設計與自動化控制等多個領域，需結合客戶定制需求進行設計，對於檢測效率及准確性要求高。2）市場壁壘：檢測設備定制化和針對性強，需要與客戶產线密切配合，面板廠商通常較少頻繁更換檢測設備供應商以避免相關技術參數、工藝水平、運行穩定性等關鍵要求影響其下遊產品的質量、安全及用戶體驗和推向市場時間，具有較高的客戶粘性。3）人才壁壘：技術开發對人才的需求旺盛且對人才要求標准較高，行業人才培養周期長且聘用成本高，短期內難以獲得強大的專業團隊。

圖表9：面板檢測技術壁壘

資料來源：精智達招股說明書，中金公司研究部

我們預計2027年面板檢測空間達到210億元，2022-27年CAGR9.3%

我們將全球面板檢測設備拆分爲新增與存量兩大市場：1）新增市場：盡管短期消費電子、汽車等下遊行業對顯示面板需求呈現復蘇態勢，中長期工藝革新及消費者對顯示器色彩精度和分辨率等性能要求升級背景下，OLED等新型顯示產线仍有擴增空間，但近年來，LCD轉向AMOLED的趨勢明顯，同時中小尺寸LCD面板需求逐漸轉向大尺寸LCD，我們認爲，增量市場整體表現將保持平穩水平。2）存量市場：客戶在現有設備接近使用壽命時會進行復購以滿足日常持續應用的需求。顯示技術每3~5年左右經歷一輪升級周期，檢測設備相應每3~5年需進行更換或升級改造，更新換代需求較爲可觀，能夠提供有利支撐。

我們進行以下假設：1）2023-2027年，LCD和OLED出貨量CAGR增速分別爲0.5%和21.1%，刺激顯示面板產能增長，且新增產线設計產能均爲每月9萬片玻璃基板，玻璃基板尺寸爲3370×2940mm，對應年出貨量約1000萬片。其中，OLED產线投資額爲400億元/條，LCD爲250億元/條，我們假設其中70%爲設備投資額。2）Array/Cell/Module三道制程設備投資分別佔比75%/20%/5%，檢測設備佔各自段總設備投資額的 20%/13%/17%。3）根據DSCC，預計Micro-LED出貨量2027年達到1747萬片，12英寸產线產能爲10萬片/年，設備投資額10億元/條。最終測算結果顯示，2023年面板檢測設備市場空間爲123億元，2027年將達到210億元，5年CAGR爲9.3%。面板檢測有望延續增長趨勢，市場空間廣闊。

圖表10：全球面板檢測設備市場空間測算

注：2023-2027年LCD CAGR預測源自TFT，OLED CAGR預測源自Precedence Statistics

資料來源：Omdia，DSCC，TFT，Precedence Statistics，中金公司研究部

放眼全球，日韓外資主導前段檢測，國產設備商集中在後段。Array前段處理未切割前的大尺寸玻璃，產品面積大產能高，以10.5代线爲例，整張面板面積可達到3370mm*2940mm，人工檢測難度極大、易疲勞，採用人工檢測不能保證產能及准確性。因此前段檢測設備多爲自動化光學檢測（AOI）檢測產品，自動化程度更高，對設備的穩定性和精度要求更爲嚴格，目前國內廠商少能供應，主要由Orbotech（以色列）、HBT（韓）、V-Tech（日）、SNU（韓）等外資品牌主導，其中老牌以色列企業Orbotech憑借深厚的技術和客戶積累，佔據Array檢測龍頭地位，全球影響力大。Cell/Module制程檢測設備技術難度相對較小，國內廠商技術趨於成熟，性價比高，具有較強競爭力。目前Cell/Module段設備廠商主要爲均豪、由田新技、致茂電子爲代表的中國台灣企業，主要集中在Cell段；以及精測電子、華興源創、精智達在內的國產設備商，更集中在Module段。

中國大陸市場規模約59億元，市場集中度較高。根據CINNO，2021年中國新型顯示行業檢測設備空間約59億元，中國大陸新型顯示器件檢測系統生產企業憑借技術國產替代取得快速發展，已成功實現Cell/Module制程的國產替代，並形成了高度集中的競爭格局。根據CINNO統計數據，2021年中國大陸AMOLED行業Cell/Module制程檢測設備廠商中國產化率約90%，前四家企業市佔率超70%。由於檢測設備需求偏定制化以及涉及工藝適配問題，轉換成本較高，常與客戶形成深度綁定關系，且技術壁壘較高，龍頭企業有望持續受益。

圖表11：2022年全球Array段廠商營業收入

資料來源：各公司公告，中金公司研究部

圖表12：2022年全球Cell/Module段廠商營業收入

資料來源：各公司公告，中金公司研究部

圖表13：2021年中國大陸AMOLED行業Array檢測設備廠商銷售額佔比排名

資料來源：CINNO Research，中金公司研究部

圖表14：2021年中國大陸AMOLED行業Cell/Module檢測設備廠商銷售額佔比

資料來源：CINNO Research，中金公司研究部

三大趨勢下，面板檢測重要性凸顯

從Cell/Module到Array，國產替代空間大

從cell/module到array，市場空間翻倍式增長。我們測算Array檢測設備市場空間爲cell/module的4倍，並且具有廣闊的國產替代空間。2021年中國大陸AMOLED行業Array檢測設備國產化率不到5%，遠低於cell/module段的90%。我們認爲，隨着新型顯示器件行業整體景氣度不斷提升，本土廠商發展迅速，產能從境外轉到境內的過程爲國內檢測設備的研發、生產創造了較大崛起機會，面板廠導入國產檢測設備意愿增強。國內企業有望復制國外優質廠商從制程中後端到前端檢測的成長路徑，憑借價格優勢+供應鏈安全佔據市場份額。國內企業不斷加大研發投入，已有企業實現Array設備研發突破。

LCD向OLED迭代，Mini/Micro LED+ Micro OLED構建新增長極

OLED率先應用於高端市場，降本趨勢下競爭力凸顯。OLED面板因其輕薄、柔性和節能等突出優勢，率先在智能手機、可穿戴設備等小尺寸高端品上得到應用。韓國廠商在本輪OLED潮中具備先發優勢，國內企業奮起直追，集中精力擴張OLED生產线，出貨佔比不斷提高。我們認爲未來可穿戴設備、曲面屏手機、VR 設備等新興電子消費品將商業化程度不斷提高，從而爲OLED發展注入新動力；此外，隨着各大面板廠商持續改進良率、優化工藝和擴大產线，OLED面板的單位成本將迅速降低，LCD向OLED迭代趨勢將進一步加速。

Mini/Micro LED+ Micro OLED構建新增長極，市場前景廣闊。1）Mini/Micro-LED作爲新一代的核心顯示技術，具備高顯示效果、低功耗、高集成、高技術壽命等優良特性，前者在大型面板中應用潛力較大，後者有望成爲未來高端頭顯和戶外穿戴設備的主要微顯示解決方案之一。2）Micro OLED是半導體工藝和OLED技術的結合，具有響應速度快、工作溫度範圍廣等特點，因提前於Micro LED實現全彩工藝突破而成爲近眼式顯示系統的核心器件，已被應用於VR/AR頭顯設備。而根據IDC預測，2024年全球VR/VR頭顯出貨量將超4000萬台。受益於新興消費電子產品的需求拉動，Mini/Micro LED和Micro OLED等新型微顯示技術未來將具有廣闊的市場前景。

圖表15：全球OLED市場規模

資料來源：Precedence Statistics，中金公司研究部

圖表16：Micro LED出貨預測

資料來源：Omdia，中金公司研究部

技術迭代趨勢下，檢測設備重要性得到強化。以 AMOLED 爲代表的新一代顯示面板工藝復雜良率更低且設備投資額更大，生產過程中需要進行大量的檢測工作以保證高產能的同時產品具有高良率，檢測設備投資額相應增加。根據OLED Industry，與LCD相比，單條OLED线所需AOI設備約爲其1.5-2倍，且檢測設備單價平均增加20-30%。平板顯示行業正處於從LCD向OLED升級的過程中，Mini-LED、Micro-LED 及Micro-OLED 等新一代顯示檢測技術儲備也在不斷推進，未來有望帶動配套平板顯示檢測設備需求增長。

硅基OLED連接面板與半導體檢測，开拓業務新增長點

硅基OLED包括驅動背板和OLED器件兩部分。傳統顯示面板均採用玻璃基板，而Micro LED/Micro OLED採用單晶硅作爲驅動背板，在硅基工藝上制造OLED器件，集成了半導體和OLED兩大工藝。驅動背板採用標准的CMOS工藝制備，形成像素電路、行列驅動電路以及其他的功能電路；OLED器件部分通常包括空穴注入層、空穴傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、半透明的頂電機。

圖表17：硅基OLED結構與工藝制程

資料來源：MircoDisplay，中金公司研究部

硅基OLED融合顯示面板與半導體工藝，面板檢測向半導體檢測設備轉型構築第二成長曲线。從檢測設備的角度來看，一方面顯示面板工藝與半導體工藝有很多相似之處，均需要經歷鍍膜、去膜、光刻刻蝕等工序，在檢測上具備相似的需求；另一方面，由於面板和半導體檢測的技術基礎都依賴於光學、機械、電學和軟件集成的一體化系統，兩者只是在精密程度上存在差異，半導體檢測要求更高的精密度（至少達到納米級），而面板檢測的精度最高只到微米級，因此，在前道光學、後道電學等檢測技術上兩者也存在一定的共通性。對於硅基OLED，由於其採用硅基工藝，相較傳統面板新增CMOS光刻制程等設備，檢測需求逐漸向半導體檢測中的前道晶圓檢測、量測，以及芯片中後道檢測等領域拓展。國內面板檢測設備企業，近年來均不斷向半導體檢測領域延伸，意在开拓新的增長空間和業務藍海。我們認爲，這一战略舉措帶來了更廣闊的市場前景，並有望帶來可觀的發展機遇和業務增長。

圖表18：面板檢測與半導體檢測對比

注：紅框中爲硅基OLED檢測主要會使用到的檢測設備資料來源：精測電子、華興源創、精智達招股書，MircoDisplay，中金公司研究部

半導體量檢測和測試設備：

國產替代薄弱環節，廠商奮起直追

量檢測和測試貫穿芯片生產全生命周期，相關設備市場受下遊資本支出影響

半導體量檢測和測試貫穿晶圓制造和封裝環節。質量控制是保證芯片生產良率的關鍵環節之一，相關設備的應用貫穿半導體芯片制造生產全過程，包括硅片制造、晶圓制造、封測、PCB和FPD等領域，不同環節所針對的問題對象和測試設備類型不同。在芯片設計階段，可使用測試機進行DFT測試；在芯片制造、封裝階段，可利用量檢測設備對芯片生產環節進行良率控制；在測試階段同樣使用測試機進行電學、電性、功能等測試。

圖表19：半導體檢測工藝流程圖

資料來源：華興源創招股書，中金公司研究部

其中，前道量檢測主要是針對晶圓制造生產過程中的光刻、刻蝕、薄膜沉積、清洗、CMP等每個工藝環節的質量控制；中道量檢測面向先進封裝環節，主要爲針對重布线結構、凸點與硅通孔等環節的質量控制；後道量測試主要是對芯片進行功能和電參數測試，主要包括晶圓測試和成品測試兩個環節；此外後道封裝中還需進行QC質量檢測，包含成像、X光、SEM等方式。

圖表20：半導體檢測設備分類

資料來源：華興源創招股書，中金公司研究部

前道量檢測設備市場規模僅次於光刻、刻蝕和薄膜設備，市場規模佔約13%。光刻、刻蝕和薄膜沉積是半導體前道制造中最重要的三個環節，量檢測設備的市場佔比僅次於上述三類設備，爲13%。考慮到當前芯片制造的步驟暫無重大變化，我們認爲半導體晶圓制造設備的資本开支結構基本維持不變，因此我們認爲13%是量檢測設備在半導體設備市場規模中的份額的長期合理預測。根據SEMI，2023年全球前道設備市場規模約爲906億美元，因此我們計算前道量檢測設備市場規模約爲118億美元。

後道測試設備市場中，測試機佔比約爲63%。後道測試中，測試機是工藝核心，在市場規模中佔比約爲63%，輔助設備探針台和分選機佔比分別爲15%、17%。我們認爲以上佔比是相對合理的長期市場分布狀態。

圖表21：前道設備投資佔比（2020年）

資料來源：Gartner，中金公司研究部

圖表22：後道測試設備佔比分布（2020年）

資料來源：SEMI，中金公司研究部

半導體代工廠的資本开支對於設備市場規模有明顯指引作用。考慮到2023年全球半導體整體需求下滑，半導體晶圓廠和封測廠產能利用率下滑，SEMI計算2023年全球半導體設備銷售額有望達到1,000億美元，較2022年下滑約6.1%；其中，2023年全球晶圓制造設備銷售額906億美元，較2022年下滑約3.7%，後道測試設備市場規模在2023年預計下滑至63.2億美元。

全球Foundry和Logic設備市場可能收縮，但Memory相關資本支出將在2024年貢獻較大增幅。隨着成熟技術擴張放緩和前沿技術支出的提高，SEMI認爲Foundry和Logic應用的設備銷售額在2024年將收縮2%。由於產能擴張採購增加和新設備架構的引入，Foundry和Logic設備投資預計在2025年將增長15%，達到633億美元。考慮到存儲器市場的疲軟，SEMI預計Memory相關的資本支出將在2023年出現最大降幅。SEMI預計2023年NAND設備銷售額將下降49%至88億美元，但2024年將激增21%至107億美元，2025年將再增長51%至162億美元；DRAM設備銷售額預計將保持穩定，2023年和2024年分別增長1%和3%。在不斷的技術遷移和對高帶寬存儲器（HBM）不斷擴大的需求的支持下，DRAM設備部門的銷售額預計將在2025年再增長20%，達到155億美元。

考慮到2023年後道市場規模的低基數，2024年測試設備和封裝設備市場將貢獻較高增速。根據SEMI數據，2023年，半導體測試設備市場銷售額預計將收縮15.9%至63億美元，而同年封裝設備銷售額預計將下降31%至40億美元。預計2024年測試設備、組裝和包裝設備領域將分別增長13.9%和24.3%。預計2025年，後端市場將繼續增長，測試設備銷售額增長17%，封裝設備銷售額增長20%。

圖表23：全球半導體設備市場規模預測

資料來源：SEMI，中金公司研究部

前、中道量檢測：芯片制造之“尺”

應用於前道制程和先進封裝的質量控制根據工藝可細分爲檢測（Inspection）和量測（Metrology）兩大環節。檢測指在晶圓表面上或電路結構中，檢測其是否出現異質情況，如顆粒污染、表面劃傷、开短路等對芯片工藝性能具有不良影響的特徵性結構缺陷；量測指對被觀測的晶圓電路上的結構尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、關鍵尺寸、刻蝕深度、表面形貌等物理性參數的量測。

圖表24：半導體檢測與量測技術

資料來源：中科飛測招股書、中金公司研究部

從技術原理上看，檢測和量測包括光學檢測技術、電子束檢測技術和X光技術等。在所有半導體檢測和量測設備中，應用光學檢測技術的設備佔比最大，佔七成以上。據VLSI Research、QY Research，2020年應用光學檢測技術、電子束檢測技術和 X 光量測技術的半導體檢測和量測設備的佔比分別爲75.2%/18.7%/2.2%。根據VLSI Research，2016年度至 2020 年度期間所有電子束檢測設備在全球半導體檢測和量測設備市場中的佔比分別爲 19.3%、20.4%、21.0%、17.4%和18.7%。三種技術均存在一定優劣勢。

► 光學檢測技術的優勢在於精度高，速度快，能夠滿足全部先進制程的檢測需求，符合規模化生產的，速度要求，並且能夠滿足其他技術所不能實現的功能，如三維形貌測量、光刻套刻測量和多層膜厚測量等應用；但在精度方面存在劣勢。

► 電子束檢測技術的優勢在於精度更高，但速度相對較慢，適用於部分晶圓的部分區域的抽檢應用，在滿足規模化生產存在一定的劣勢。

► X光量測技術由於具有穿透性強，無損傷的特點，在特定應用場景的檢測具有優勢，如檢測超薄膜厚度，可以檢測特定金屬成分等；但速度相對較慢，應用場景相對較少。

圖表25：半導體量檢測技術分類（按原理）

資料來源：KLA官網，中科飛測招股說明書，中金公司研究部

細分來看，檢測環節，光學檢測技術可進一步分爲無圖形晶圓激光掃描檢測技術、圖形晶圓成像檢測技術和光刻掩膜板成像檢測技術。前道後道所使用的半導體檢測設備有所不同。根據VLSI Research，前道設備可劃分爲檢測6類、量測8類。檢測設備主要關注異質情況，設備包括圖形晶圓檢測、無圖形晶圓檢測、掩膜版缺陷檢測等，其中，納米圖形晶圓缺陷檢測設備的運用最爲廣泛。量測設備主要關注晶圓電路相關參數的量化描述，設備包含電子束關鍵尺寸量測設備、套刻精度量測設備、晶圓介質薄膜量測設備等，市場主要運用關鍵尺寸量測設備。

圖表26：半導體光學檢測技術分類

資料來源：中科飛測招股書，中金公司研究部

量測環節，光學檢測技術基於光的波動性和相幹性實現測量遠小於波長的光學尺度。集成電路制造和先進封裝環節中的量測主要包括三維形貌量測、薄膜膜厚量測、套刻精度量測、關鍵尺寸量測等。

圖表27：半導體量測技術環節分類

資料來源：中科飛測招股書，中金公司研究部

前道檢測中檢測環節市場份額大於量測環節。根據VLSI Research的統計，2020年半導體檢測和量測設備市場中檢測設備佔比爲62.6%，量測設備佔比爲33.5%。檢測設備中，納米圖形晶圓缺陷檢測設備的應用最爲廣泛，佔市場份額的24.7%；掩膜版缺陷檢測設備的市佔率次之，佔11.3%。

圖表28：全球/中國量/檢測設備市場規模

資料來源：VLSI Research，中金公司研究部

圖表29：前道量/檢測設備的市場份額（2020年）

資料來源：VLSI Research，中科飛測招股書，中金公司研究部

前道檢測市場爲海外龍頭領先，國內廠商力爭細分領域突破。中國半導體檢測/量測設備市場的國產化率較低。根據VLSI Research 的統計，科磊半導體居於中國市場的主導地位，2022年在中國市場市佔率54.8%，遙遙領先於第二名應用材料（9.0%）、第三名日立（7.1%）。中國大陸半導體檢測設備企業相比之下，尚處於成長發展期，各有專攻領域。總體而言，國內廠商已經基本覆蓋主要的量/檢測環節。

圖表30：半導體量檢測設備行業競爭特點和2020年國內市場競爭格局

資料來源：VLSI Research，各公司官網，各公司公告，中金公司研究部

後道測試：芯片制造最後一道關卡

半導體後道測試設備主要是用在晶圓測試環節（Chip Probing，CP）和封裝測試環節（Final Test），測試對象是成品芯片，目的是檢查芯片的性能和功能是否符合要求。測試設備主要有測試機、分選機和探針台。分選機和探針台均爲運送晶圓和接觸晶圓的設備，扮演“手”的角色，測試機主要連接上述兩種設備，進行數據的輸入和輸出，扮演“大腦”的角色。晶圓檢測環節需要使用測試機和探針台，成品測試環節需要使用測試機和分選機，具體測試流程如下：

► 晶圓檢測環節：在晶圓完成後、進行封裝前，通過探針台和測試機的配合，對晶圓上的裸芯片進行功能和電參數測試。探針台將晶圓逐片自動傳送至測試位置，測試機對芯片施加輸入信號並採集輸出信號，測試芯片功能和性能。該環節的目的是確保在芯片封裝前，盡可能地把無效芯片篩選出來以節約封裝費用。

► 成品測試環節：芯片完成封裝後，通過分選機和測試機的配合，對封裝完成後的芯片進行功能和電參數測試。分選機將被測芯片逐個自動傳送至測試工位，測試機對芯片施加輸入信號並採集輸出信號，判斷芯片功能和性能。

圖表31：半導體後道檢測分類詳情

資料來源：各公司官網，華經產業研究院，中金公司研究部

海外廠商具有先發優勢，國內廠商亦已嶄露頭角。在後道領域，美國泰瑞達、日本愛德萬、美國安捷倫和美國科休佔據了主要市場份額。2021年，泰瑞達和愛德萬分別以34%、33%的市佔率領跑市場。而國內廠商經過多年的追趕也已初步嶄露頭角。與國外龍頭相比，國內企業的服務更爲便捷，具有一定的地域優勢，有利於國產企業進一步提高技術、擴大市佔份額。

圖表32：半導體後道檢測廠商市場格局

資料來源：華經產業研究院，共研產業咨詢，中金公司研究部

圖表33：半導體後道檢測設備全球/中國競爭格局

資料來源：CASA Research，SEMI，公司公告，中金公司研究部

在封測端，測試機的需求主要來源於封測企業的擴產。從資本开支角度看，我們預計2024年國內封測代工的資本开支總額將高於2023年。2023年全年行業整體產能利用率不足，且大部分時間低於80%，因此代工廠選擇減少設備資本开支以降低折舊對利潤的負面影響，我們預計隨着2024年行業進入正常季節性波動，設備資本开支有望實現恢復。

圖表34：國內封測代工資本开支