檢測(cè)設(shè)備技術(shù)面向自動(dòng)化、集成化發(fā)展分析

檢測(cè)設(shè)備技術(shù)面向自動(dòng)化、集成化發(fā)展分析檢測(cè)設(shè)備技術(shù)面向自動(dòng)化、集成化發(fā)展新型顯示器件檢測(cè)設(shè)備的生產(chǎn)制造是復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要綜合利用新一代信息技術(shù)領(lǐng)域的光學(xué)、電學(xué)、自動(dòng)化等多項(xiàng)技術(shù)，具備生產(chǎn)加工裝配能力從而將多項(xiàng)組件結(jié)合以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能、具備軟件開發(fā)能力以實(shí)現(xiàn)算法應(yīng)用并具備軟硬件有機(jī)結(jié)合能力，并經(jīng)過長(zhǎng)期技術(shù)積累及改良，以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)設(shè)備在極高精密要求的新型顯示器件生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)極微小的缺陷、不良等檢出，助力下游客戶有效提升產(chǎn)品良率和生產(chǎn)效率。不同顯示器件廠商對(duì)顯示器件產(chǎn)品的檢測(cè)要求、性能參數(shù)存在差異，檢測(cè)設(shè)備需要與產(chǎn)線不斷磨合改進(jìn)，積累設(shè)備在生產(chǎn)線應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)并啟動(dòng)和推進(jìn)新產(chǎn)品、新技術(shù)的研發(fā)，持續(xù)提升產(chǎn)品技術(shù)水平及產(chǎn)線適應(yīng)水平。檢測(cè)設(shè)備廠商與顯示器件廠商之間的關(guān)系依賴于長(zhǎng)時(shí)間合作產(chǎn)生的信任以及技術(shù)互惠，共同完成技術(shù)更新及迭代，形成更具實(shí)踐性的研發(fā)成果，檢測(cè)設(shè)備定制化和針對(duì)性極強(qiáng)，形成較高的客戶資源以及技術(shù)壁壘。新型顯示器件產(chǎn)業(yè)一直向著更高清、更節(jié)能、更便捷的方向發(fā)展，新型顯示技術(shù)也將呈現(xiàn)出更先進(jìn)、工藝更復(fù)雜、集成度與精細(xì)化程度更高的特點(diǎn)，伴隨而來(lái)的良率問題對(duì)檢測(cè)設(shè)備提出了新的挑戰(zhàn)，要求相關(guān)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人化操作、產(chǎn)品在產(chǎn)線中一步到位完成生產(chǎn)及自動(dòng)化檢測(cè)環(huán)節(jié)，推動(dòng)檢測(cè)設(shè)備的自動(dòng)化、集成化發(fā)展趨勢(shì)。量測(cè)設(shè)備細(xì)分市場(chǎng)量測(cè)設(shè)備細(xì)分品類較多。根據(jù)數(shù)據(jù)，2020年半導(dǎo)體檢測(cè)和量測(cè)設(shè)備市場(chǎng)各類設(shè)備占比中，檢測(cè)設(shè)備包括無(wú)圖形晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備、圖形晶圓缺陷檢測(cè)設(shè)備（可細(xì)分為微米級(jí)和納米級(jí)）、掩膜檢測(cè)設(shè)備等；量測(cè)設(shè)備包括三維形貌量測(cè)設(shè)備、薄膜膜厚量測(cè)設(shè)備（晶圓介質(zhì)薄膜量測(cè)設(shè)備）、套刻精度量測(cè)設(shè)備、關(guān)鍵尺寸量測(cè)設(shè)備、掩膜量測(cè)設(shè)備等。中國(guó)檢測(cè)和量測(cè)設(shè)備現(xiàn)狀就國(guó)內(nèi)檢測(cè)和量測(cè)設(shè)備現(xiàn)狀而言，目前國(guó)內(nèi)整體半導(dǎo)體檢測(cè)和量測(cè)設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模占比全球市場(chǎng)25%左右且保持持續(xù)提升趨勢(shì)，數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)檢測(cè)和量測(cè)設(shè)備規(guī)模為29億美元，同比2020年增長(zhǎng)61．1%，增速遠(yuǎn)高于全球規(guī)模，占比全球份額持續(xù)提升，但目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍主要被國(guó)際企業(yè)占據(jù)主要市場(chǎng)，技術(shù)和企業(yè)之間適配性待提升。國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)整體半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域存在較高的技術(shù)、資金及產(chǎn)業(yè)協(xié)同等壁壘。與國(guó)外企業(yè)相比，本土企業(yè)進(jìn)入該領(lǐng)域時(shí)間較晚，整體實(shí)力和規(guī)模與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手存在較大差距。然而，經(jīng)過多年來(lái)的不懈追趕，本土企業(yè)技術(shù)水平迅速提高，檢測(cè)和量測(cè)設(shè)備從無(wú)到有，中科飛測(cè)等國(guó)產(chǎn)企業(yè)帶動(dòng)量檢測(cè)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化持續(xù)突破，目前在28nm已實(shí)現(xiàn)突破并向2Xnm以下節(jié)點(diǎn)推進(jìn)。在政策和需求的推動(dòng)下，我國(guó)檢測(cè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但目前在高端產(chǎn)品領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品和進(jìn)口產(chǎn)品還存在一定的差距。國(guó)內(nèi)檢驗(yàn)設(shè)備相對(duì)國(guó)外仍處中低端，價(jià)格相對(duì)低廉，利潤(rùn)較低，限制企業(yè)快速發(fā)展及開發(fā)高端產(chǎn)品，主要是因?yàn)閲?guó)內(nèi)企業(yè)的技術(shù)積累相比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家較為薄弱，這仍需國(guó)內(nèi)企業(yè)自身努力及國(guó)家政策扶持，促使我國(guó)檢測(cè)設(shè)備研發(fā)企業(yè)技術(shù)積累不斷雄厚，開發(fā)更多具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。雖然我國(guó)檢測(cè)設(shè)備行業(yè)技術(shù)落后，但行業(yè)規(guī)模已經(jīng)較大，擁有實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)、天平、熱分析儀器、動(dòng)力測(cè)試儀器、真空儀器與裝置、電泳儀、鑄造測(cè)試儀器、應(yīng)變測(cè)量?jī)x、環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備、土工測(cè)試儀器、聲學(xué)儀器、陶瓷檢測(cè)儀器等多樣化的產(chǎn)品，其中一部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平，質(zhì)量穩(wěn)定，少部分高端儀器達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，先后進(jìn)入歐洲、美洲、非洲、東南亞市場(chǎng)，取得了可喜的成績(jī)。我國(guó)檢測(cè)設(shè)備產(chǎn)業(yè)正快速成長(zhǎng)，處于進(jìn)口替代的階段。隨著機(jī)械、電子、信息等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備的性能參數(shù)等指標(biāo)與國(guó)外產(chǎn)品的差距逐漸縮小，整體技術(shù)水平逐漸提高，未來(lái)隨著整個(gè)行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)檢測(cè)設(shè)備的市場(chǎng)份額將穩(wěn)步增長(zhǎng)。國(guó)產(chǎn)檢測(cè)設(shè)備與國(guó)外相比差距主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：主要技術(shù)指標(biāo)如設(shè)備穩(wěn)定性、精密度和準(zhǔn)確度不足，加大了設(shè)備使用的難度，也降低了檢測(cè)結(jié)果的可靠性;在自動(dòng)化、智能化和成套性方面也與國(guó)際同類產(chǎn)品存在顯著的差距。國(guó)外先進(jìn)設(shè)備采用了新材料、新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高靈敏度、高適應(yīng)性、高可靠性，并不斷地向嵌入式、微型化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)含量不高，發(fā)展受困于中低端，核心設(shè)備嚴(yán)重地依賴進(jìn)口。檢測(cè)設(shè)備具有技術(shù)密集型特征，想要突破行業(yè)發(fā)展瓶頸，科技創(chuàng)新是必經(jīng)之路，目前我國(guó)檢測(cè)設(shè)備的自主創(chuàng)新機(jī)制存在一些問題，如：研發(fā)投入低，高精尖人才供應(yīng)不足，高校相關(guān)專業(yè)招生不足、培養(yǎng)體系不完善，同時(shí)行業(yè)薪酬與信息行業(yè)相比差距大，畢業(yè)生入行率低。隨著改革開放，國(guó)外檢測(cè)設(shè)備企業(yè)進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，且紛紛在中國(guó)獨(dú)資或合資設(shè)廠，以本地化的生產(chǎn)來(lái)降低成本和貼近用戶，提高競(jìng)爭(zhēng)力;民營(yíng)企業(yè)的大量涌現(xiàn)，從初期的注重?cái)?shù)量和成本，逐漸轉(zhuǎn)向?qū)|(zhì)量和品牌的關(guān)注;原有的國(guó)企或國(guó)企改制的企業(yè)以其較好的基礎(chǔ)和傳統(tǒng)的質(zhì)量理念，并融人了體制改革的新活力，形成了檢測(cè)設(shè)備行業(yè)。但這種現(xiàn)狀正在被國(guó)外大公司對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)的兼并，部分民營(yíng)企業(yè)的做大、做強(qiáng)，部分強(qiáng)勢(shì)企業(yè)的良性發(fā)展而逐漸改變，整合和重組是大勢(shì)所趨。檢測(cè)和量測(cè)技術(shù)背景在檢測(cè)環(huán)節(jié)，光學(xué)檢測(cè)技術(shù)可進(jìn)一步分為無(wú)圖形晶圓激光掃描檢測(cè)技術(shù)、圖形晶圓成像檢測(cè)技術(shù)和光刻掩膜板成像檢測(cè)技術(shù)。在量測(cè)環(huán)節(jié)，光學(xué)檢測(cè)技術(shù)基于光的波動(dòng)性和相干性實(shí)現(xiàn)測(cè)量遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的光學(xué)尺度，集成電路制造和先進(jìn)封裝環(huán)節(jié)中的量測(cè)主要包括三維形貌量測(cè)、薄膜膜厚量測(cè)、套刻精度量測(cè)、關(guān)鍵尺寸量測(cè)等。智能檢測(cè)及自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)概況智能測(cè)試及自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、平板顯示工業(yè)、汽車電子、醫(yī)療電子及相關(guān)電子零部件產(chǎn)品的外觀、性能、功能等多方面檢測(cè)。該行業(yè)具備較強(qiáng)的定制化特征，融合光、機(jī)、電、算、軟等多學(xué)科發(fā)展，技術(shù)含量較高。電子產(chǎn)品功能多樣化和設(shè)計(jì)復(fù)雜化導(dǎo)致產(chǎn)品檢測(cè)種類繁多、精度要求高，檢測(cè)范圍囊括PCB、PCBA、芯片電路、功能性模組等諸多領(lǐng)域。在PCBA檢測(cè)領(lǐng)域，ICT測(cè)試及FCT測(cè)試是廣泛應(yīng)用的、現(xiàn)代電子企業(yè)必備的生產(chǎn)測(cè)試工序。ICT測(cè)試的原理是通過探針接觸測(cè)試點(diǎn)后通電，來(lái)檢測(cè)成品線路板所有零件的焊接情況，可以有效檢測(cè)漏裝、錯(cuò)裝、參數(shù)值偏差等問題。FCT測(cè)試系通過模擬的成品線路板的運(yùn)行環(huán)境，使其工作于各種設(shè)計(jì)狀態(tài)，從而獲取到各個(gè)狀態(tài)的參數(shù)來(lái)驗(yàn)證測(cè)試目標(biāo)板的功能好壞。在功能性模組檢測(cè)領(lǐng)域，通常有顯示測(cè)試、無(wú)線射頻測(cè)試、音頻測(cè)試、傳感器測(cè)試等。顯示屏測(cè)試主要用于檢測(cè)LCD及OLED屏幕的亮度、顏色、對(duì)比度、均勻度等。無(wú)線射頻測(cè)試主要檢測(cè)無(wú)線電信號(hào)帶寬、功率及頻率等指標(biāo)。近年來(lái)，機(jī)器視覺技術(shù)快速發(fā)展，基于機(jī)器視覺開發(fā)的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備（AutomatedOpticalInspection，AOI）得到較大范圍應(yīng)用，如在PCB檢測(cè)方面，機(jī)器通過攝像頭自動(dòng)掃描PCB，采集圖像，測(cè)試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出PCB上缺陷，并通過顯示器或自動(dòng)標(biāo)志把缺陷顯示/標(biāo)示出來(lái)，供維修人員修整。又如在顯示屏檢測(cè)領(lǐng)域，AOI可以自動(dòng)檢測(cè)顯示屏的外觀缺陷、顏色、壞點(diǎn)等情況，并通過算法判定是否通過檢測(cè)。機(jī)器視覺技術(shù)具備檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確率較高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，完全可以輔助甚至代替人工目檢，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)。量測(cè)設(shè)備技術(shù)結(jié)構(gòu)量檢測(cè)設(shè)備分為光學(xué)和電子束技術(shù)路線，其中光學(xué)占主流。2020年全球半導(dǎo)體檢測(cè)和量測(cè)設(shè)備市場(chǎng)中，光學(xué)、電子束占比分別為75．2%、18．7%。由于下游廠商對(duì)量產(chǎn)高速的需求，光學(xué)檢測(cè)技術(shù)設(shè)備仍然占據(jù)了主要的市場(chǎng)份額。智能檢測(cè)及自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和居民消費(fèi)升級(jí)，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度加快，并使智能化、便攜化、小型化、復(fù)雜化、集成化成為電子產(chǎn)品的普遍發(fā)展趨勢(shì)，也促使電子產(chǎn)品生產(chǎn)廠商增加了對(duì)中高端電子產(chǎn)品測(cè)試設(shè)備的市場(chǎng)需求。與此同時(shí)，隨著自動(dòng)化控制技術(shù)、精密測(cè)量技術(shù)、仿真技術(shù)、傳動(dòng)技術(shù)快速興起，電子產(chǎn)品測(cè)試設(shè)備向自動(dòng)化、智能化、精密化、柔性化、多功能化方向升級(jí)的趨勢(shì)愈加明顯。以自動(dòng)化、智能化為主導(dǎo)的中高端電子產(chǎn)品測(cè)試設(shè)備在逐步打開市場(chǎng)空間，自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備融入電子產(chǎn)品生產(chǎn)線將成為市場(chǎng)主流。檢測(cè)設(shè)備是制造目動(dòng)化的關(guān)鍵步驟，2019年我國(guó)國(guó)內(nèi)資檢測(cè)機(jī)構(gòu)收入規(guī)模增長(zhǎng)率穩(wěn)中有升，增長(zhǎng)達(dá)到15．1%，有圖形晶圓光學(xué)檢查設(shè)備占比達(dá)32%，以下是檢測(cè)設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析。我國(guó)檢測(cè)設(shè)備行業(yè)蓬勃發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。根據(jù)檢測(cè)設(shè)備行業(yè)分析數(shù)據(jù)，截至2019年末，我國(guó)檢測(cè)設(shè)備機(jī)構(gòu)為36327家，較2018年末增長(zhǎng)9．3%;2017年至2019年，檢測(cè)行業(yè)對(duì)外出具的報(bào)告數(shù)量分別為3．11億份、3．29億份、3．76億份，逐年增長(zhǎng)，同時(shí)收入持續(xù)實(shí)現(xiàn)兩位數(shù)高增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)2020年檢驗(yàn)檢測(cè)行業(yè)收入將達(dá)3000億元，對(duì)外出具檢測(cè)服務(wù)報(bào)告數(shù)量達(dá)4．4億份，仍將保持強(qiáng)勁增長(zhǎng)趨勢(shì)。檢測(cè)設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀指出，汽車檢測(cè)維修設(shè)備必須不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，以應(yīng)對(duì)更多、更快推出的新車型，滿足汽車維修保養(yǎng)市場(chǎng)的新需求。汽車檢測(cè)維修設(shè)備集通訊技術(shù)、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等高科技應(yīng)用于一體，科技含量較高，對(duì)行業(yè)內(nèi)企業(yè)的創(chuàng)新能力、研發(fā)能力和市場(chǎng)推廣能力都有著較高的要求。ATE（自動(dòng)化檢測(cè)設(shè)備）主要用于半導(dǎo)體制程的后道工藝，是進(jìn)行電參數(shù)性能測(cè)試的專用設(shè)備，其中SOC測(cè)試系統(tǒng)與存儲(chǔ)器測(cè)試系統(tǒng)是ATE最主要的兩大領(lǐng)域。根據(jù)《2020-2025年中國(guó)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備行業(yè)市場(chǎng)深度研究及發(fā)展前景投資可行性分析報(bào)告》數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年SoC測(cè)試設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模24億美元，占比達(dá)72%，存儲(chǔ)器測(cè)試系統(tǒng)6．5億美元，占比達(dá)19%。環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的縱向產(chǎn)業(yè)鏈上還有重要一環(huán)，環(huán)境治理，對(duì)某區(qū)域包括水、土壤、空氣各方面進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)后，若指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，該如何進(jìn)行環(huán)境治理，如何針對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效治理，或者根據(jù)治理所需監(jiān)測(cè)的指標(biāo)再去調(diào)整環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器的研發(fā)設(shè)計(jì)都是目前環(huán)境監(jiān)測(cè)儀器行業(yè)的重要問題。目前，我國(guó)檢測(cè)分析儀器行業(yè)正處于快速發(fā)展階段。2019年檢測(cè)分析儀器行業(yè)收入規(guī)模達(dá)2505．96億元，2017年至2019年檢測(cè)分析儀器行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模同比均保持兩位數(shù)增長(zhǎng)。檢測(cè)設(shè)備行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀指出，產(chǎn)業(yè)鏈主要分為上游硬件、軟件、檢測(cè)試劑，中游監(jiān)測(cè)儀器/系統(tǒng)，下游儀器維護(hù)、設(shè)備運(yùn)營(yíng)。上游產(chǎn)業(yè)基本由外資企業(yè)占領(lǐng)，中端市場(chǎng)主要由上市企業(yè)如雪迪龍、先河環(huán)保、中環(huán)裝備、聚光科技、天瑞儀器等占據(jù)，下游主要為第三方環(huán)境服務(wù)企業(yè)。電器檢測(cè)設(shè)備是指用于電器以及電子元器件的檢測(cè)中的裝置。電器檢測(cè)儀器包括超聲波物位儀表、高級(jí)過程儀表校準(zhǔn)器、電阻測(cè)試儀、手持紅外測(cè)溫儀、回路阻抗測(cè)試儀、微電阻計(jì)、數(shù)字高壓儀、電池測(cè)試儀、智能數(shù)顯儀、頻率諧波分析儀、電纜故障定位儀、電力分析記錄儀、繼電保護(hù)測(cè)試儀、電參數(shù)綜合測(cè)量?jī)x、表面電阻測(cè)試儀、手腕帶測(cè)試儀以及激光檢測(cè)儀等等。電器檢測(cè)儀器用于電器的安裝、使用和測(cè)試之中，可以提高機(jī)械儀表的工作效率，并且提高其工作環(huán)境的安全性。隨著時(shí)代的發(fā)展，各種高科技產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，為了防止不合格的生產(chǎn)產(chǎn)品發(fā)行到市場(chǎng)。檢測(cè)設(shè)備的使用就很有必要了，它能有效減少不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品流入市場(chǎng)。截至2018年6月，中國(guó)國(guó)際出口帶寬為8，826，302Mbps，半年檢測(cè)設(shè)備增長(zhǎng)率為20．6%。截至2018年6月，我國(guó)網(wǎng)民規(guī)模為8．02億，上半年新增網(wǎng)民2968萬(wàn)人，較2017年末增加3．8%，互聯(lián)網(wǎng)普及率達(dá)57．7%。我國(guó)手機(jī)網(wǎng)民規(guī)模達(dá)7．88億，網(wǎng)民通過手機(jī)接入互聯(lián)網(wǎng)的比例高達(dá)98．3%。我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不斷優(yōu)化升級(jí)，提速降費(fèi)政策穩(wěn)步實(shí)施推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量顯著增長(zhǎng)，網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)朝著擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、提升速度、降低費(fèi)用的方向發(fā)展。截至2018年6月底，互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入端口數(shù)量達(dá)8．32億個(gè)，同比增長(zhǎng)12．6%，比2017年末凈增5312萬(wàn)個(gè)?；A(chǔ)電信企業(yè)繼續(xù)加快光進(jìn)銅退進(jìn)程，光纖接入（FTTH/0）端口達(dá)到7．18億個(gè)，比2017年末凈增6055萬(wàn)個(gè)，占比提高到86．3%;xDSL端口總數(shù)下降至1918萬(wàn)個(gè)，占比降至2．3%。移動(dòng)通信基站達(dá)624萬(wàn)個(gè)，其中3G/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