【蘇州智能制造研究院】2025半導(dǎo)體量檢測行業(yè)白皮書

蘇州智能制造研究院SUZHOUINTELLIGENTMANUFACTURING半導(dǎo)體量檢測行業(yè)白皮書作為面向產(chǎn)業(yè)的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，蘇州智能制造研究院始終秉持“作為面向產(chǎn)業(yè)的新型研發(fā)機(jī)構(gòu)，蘇州智能制造研究院始終秉持“技術(shù)中立、數(shù)據(jù)為基、服務(wù)產(chǎn)業(yè)”的研究原則。此次推出2025年度行業(yè)白皮書系列，旨在為行業(yè)提供戰(zhàn)略決策參考，相關(guān)結(jié)論不代表任何企業(yè)或組織立場。白皮書著作權(quán)歸本院所有，禁止未經(jīng)授權(quán)的商業(yè)轉(zhuǎn)化及跨境數(shù)據(jù)流動。白皮書內(nèi)容搜集整理自公開信息，如有侵權(quán)，請與我們?nèi)〉寐?lián)系。文中提及企業(yè)TOKYOELECTRONAPPLIEDTOKYOELECTRONAPPLIEDMATERIALSrrHAMAMATSUSTST TNOC2.1光學(xué)檢測62.2X射線檢測62.3電子顯微鏡檢測72.4自動光學(xué)檢測72.5深度學(xué)習(xí)和人工智能在檢測中的應(yīng)用82.6無損檢測82.7其他創(chuàng)新檢測技術(shù)93.半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢103.1半導(dǎo)體行業(yè)趨勢103.2全球行業(yè)最新發(fā)展趨勢113.3中國半導(dǎo)體行業(yè)趨勢113.4關(guān)鍵驅(qū)動因素與挑戰(zhàn)123.5未來技術(shù)演進(jìn)路線134.重點(diǎn)企業(yè)介紹145.1中國地區(qū)產(chǎn)業(yè)政策165.2國際標(biāo)準(zhǔn)與貿(mào)易政策16參考文獻(xiàn)17定義及重要性半導(dǎo)體“量檢測”一般指半導(dǎo)體制造過程中的測量與檢測(Metrology&Inspection),涵蓋對晶圓和芯片34370T1半導(dǎo)體“量檢測”存在諸多難點(diǎn)，主要體現(xiàn)在檢測精度要求高、檢測速度與效率的平衡、缺陷檢測難度大等方BC133-BC131這些技術(shù)難點(diǎn)直接推高了行業(yè)準(zhǔn)入門檻，促使企業(yè)加大研發(fā)投入，同時也推動了檢測設(shè)備向智能化、自動化方向發(fā)展。高效精準(zhǔn)的檢測技術(shù)已成為提升產(chǎn)品良率、降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵，正在重塑半導(dǎo)體行業(yè)的市場競爭格局。市場規(guī)模及發(fā)展隨著半導(dǎo)體行業(yè)的持續(xù)增長，對檢測設(shè)備的需求也穩(wěn)步上升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球半導(dǎo)體量測與檢測設(shè)備市場規(guī)模約為73億美元，預(yù)計(jì)2031年將增長至133億美元，年復(fù)合增長率約6.2%。另一份研究顯示2022年該市場約為75.5億美元，到2028年將達(dá)到111億美元。這一市場增長的驅(qū)動力包括電子產(chǎn)品需求上升、晶圓產(chǎn)能擴(kuò)張以及先進(jìn)封裝的普及。地理上，亞太地區(qū)占據(jù)最大市場份額，2021年約占全球全球/中國大陸半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模(億美元)全球市場規(guī)模(億美元)大陸市場規(guī)模(億美元)大陸市場規(guī)模占比6004002016201720182019202020210數(shù)據(jù)來源：中科飛測，2023年4蘇州智能制造研究院4一半以上，主要因?yàn)橹袊箨?、臺灣、韓國等地集中了大量晶圓廠。值得注意的是，量測與檢測設(shè)備雖然占半導(dǎo)體設(shè)備市場比例不高(約占13%)。但其增長速度往往超過整體半導(dǎo)體設(shè)備市場，因?yàn)榱悸侍嵘龑τ谔岣弋a(chǎn)能具有直接作用。應(yīng)用領(lǐng)域半導(dǎo)體量檢測設(shè)備貫穿集成電路制造全流程。在前道晶圓制造中，包括光刻掩模檢測、晶圓缺陷檢測、關(guān)鍵尺寸量測(CDMetrology)、薄膜厚度測量、疊對精度測量等。例如，光刻后需要用檢測設(shè)備檢查晶圓上是否有顆粒污染或圖形缺陷，以及測量光刻圖形的尺寸是否達(dá)標(biāo)。在晶圓制造完成后，切割成芯片之前，還會使用電子顯微鏡復(fù)查缺陷并分類，以指導(dǎo)工藝改進(jìn)。進(jìn)入封裝測試階段，自動光學(xué)檢測(AOI)用于檢查引線鍵合和外觀瑕疵，X射線和超聲波檢測用于檢測封裝內(nèi)部焊點(diǎn)、空洞和裂紋等隱蔽缺陷，實(shí)現(xiàn)無損檢測。此外，在印制電路板(PCB)制造和顯示面板等領(lǐng)域，AOl也被廣泛應(yīng)用于檢測焊點(diǎn)、線路缺陷等?？傊?，從晶圓加工到成品電路板，量測與檢測設(shè)備是保障質(zhì)量和可靠性的“眼睛”和“尺子”。具，實(shí)現(xiàn)了晶圓在線檢測與量測。與此同時，Tencor公司在1984年推出Surfscan激光掃描晶圓檢測儀，大幅提升硅片表面微粒檢測能力，成為當(dāng)時業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。1990年代，隨著工藝微縮，KLA和Tencor等公司又引入了電子束檢測和掃描電子顯微鏡(SEM)量測技術(shù)，并開發(fā)軟件將多種檢測數(shù)據(jù)融合分析，開創(chuàng)了全面良率管理的概念。1997年KLA與Tencor合并，形成了在缺陷檢測和計(jì)量領(lǐng)域全球領(lǐng)先的供應(yīng)商，彼時合并營收已達(dá)15億美元，員工超過5300人。進(jìn)入21世紀(jì)，檢測技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展：光學(xué)檢測向更高分辨率推進(jìn)，并結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法降低誤判；電子束檢測進(jìn)入多電子束并行階段以提升速度；針對EUV光刻的特殊挑戰(zhàn)，出現(xiàn)了EUV波長下的掩模檢測和缺陷修復(fù)技術(shù)。先進(jìn)封裝興起則催生了高速高分辨的X射線三維CT檢測等無損檢測手段?？梢灶A(yù)見，未來半導(dǎo)體量測與檢測將沿著更高精度、更高速和更多智能化的方向持續(xù)演進(jìn)，以應(yīng)對摩爾定律延續(xù)和異構(gòu)集成時代對良率控制的嚴(yán)苛要求。歷史演進(jìn)與趨勢5半導(dǎo)體檢測技術(shù)經(jīng)歷了從人工到自動、從光學(xué)到多元化的演進(jìn)。1970年代以前，晶圓和光罩的檢驗(yàn)主要靠人工顯微鏡檢查，效率低下且漏檢率高。1978年，美國KLA公司推出了全球首臺自動光罩缺陷檢測系統(tǒng)，將光罩缺陷檢查時間從8小時縮短到15分鐘。1980年代初，KLA進(jìn)一步拓展產(chǎn)品線，開發(fā)了用于晶圓圖形缺陷檢測的自動光學(xué)系統(tǒng)，以及用于關(guān)鍵尺寸測量的光學(xué)測量工5蘇州智能制造研究院2關(guān)鍵技術(shù)半導(dǎo)體量檢測領(lǐng)域涵蓋多種技術(shù)手段，包括光學(xué)、射線、電子束、聲學(xué)等不同原理，以及近年來興起的人工智能算法的融合應(yīng)用。以下對主要技術(shù)方向及其應(yīng)用進(jìn)行梳理。光學(xué)檢測是半導(dǎo)體制造中應(yīng)用最廣泛的檢測技術(shù)，利用可見光或深紫外光照射待測物，通過光學(xué)成像來發(fā)現(xiàn)缺陷或測量尺寸。根據(jù)檢測對象不同，可分為晶圓缺陷檢測和光罩(掩模)缺陷檢測兩大類。晶圓光學(xué)檢測通常采用高分辨率光學(xué)掃描儀，對晶圓表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，比對同片晶圓或良品樣本，檢測出顆粒、劃痕、圖形異常等缺陷。這類系統(tǒng)又細(xì)分為針對此前道工藝未曝光區(qū)域的全局檢測(如檢測顆粒污染)、以及針對已曝光圖形的瑕疵檢測。典型的光學(xué)檢測儀包括明場和暗場兩種成像模式：明場系統(tǒng)利用直接反射成像，適合發(fā)現(xiàn)較大顆粒和圖形缺陷；暗場系統(tǒng)檢測散射光信號，能夠提高對微小散射缺陷的靈敏度。光罩光學(xué)檢測則是對光刻用的掩模版進(jìn)行缺陷掃描，因掩模上的微米級缺陷放大后會影響晶圓成品，所以需在光罩制造和使用前進(jìn)行嚴(yán)格公司在1978年即推出首款自動光罩檢測設(shè)備，開創(chuàng)了光學(xué)掩模檢測的先河。目前，光罩檢測尤其是EUV光罩檢測非常關(guān)鍵，日本Lasertec公司在2022年推出了新一代EUV光罩檢測系統(tǒng)，可在無保護(hù)膜(無載罩)情況下檢測3nm及更先進(jìn)工藝的EUV光罩缺陷。光學(xué)檢測的優(yōu)勢在于檢測速度快、覆蓋面積大，適合在線大批量檢查。一臺先進(jìn)的晶圓光學(xué)檢測儀每小時可掃描幾十片晶圓，是生產(chǎn)線上不可或缺的良率控制手段。其不足之處在于受光學(xué)衍射極限限制，分辨能力在深紫外(DUV)波段約幾十納米，當(dāng)電路特征尺寸進(jìn)入EUV時代，光學(xué)方法對極小的缺陷可能力不從心。因此當(dāng)前很多光學(xué)檢測儀配合算法優(yōu)化(如瑕疵檢測的圖像增強(qiáng)、缺陷分類),并結(jié)合其他手段彌補(bǔ)極限。在實(shí)際應(yīng)用中，光學(xué)檢測常用于制程監(jiān)控(如關(guān)鍵層光刻后的缺陷篩查)和產(chǎn)出評估(如通過缺陷密度判斷工藝穩(wěn)定)。由于光學(xué)檢測覆蓋了絕大部分缺陷檢測需求，是目前市場份額最高的檢測技術(shù)類別。2021年全球量測檢測設(shè)備中，基于光學(xué)技術(shù)的設(shè)備營收占比最高，表明光學(xué)檢(AMAT)、東京電子(TEL)等，其中KLA在圖形晶圓缺陷掃描領(lǐng)域市占率長期領(lǐng)先。在國內(nèi)，多家企業(yè)正在開發(fā)晶圓光學(xué)檢測設(shè)備，例如中科飛測已推出非圖形化及圖形化晶圓缺陷檢測設(shè)備。X射線檢測利用高能X射線對器件進(jìn)行穿透成像，能夠在不破壞器件的情況下觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，被歸類為一種非破壞性檢測技術(shù)。X射線在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用，傳統(tǒng)上多用于封裝和組裝環(huán)節(jié)。例如在BGA球柵陣列封裝或倒裝芯片中，通過X光成像可以檢測封裝內(nèi)部焊點(diǎn)是否對準(zhǔn)、是否存在空洞(void)或裂紋等。隨著先進(jìn)封裝(如Chiplet、3D封裝)的興起，多個裸片以異質(zhì)方式集成在一個封裝內(nèi)，內(nèi)部互連復(fù)雜且不可見，這使得X射線檢測的重要性大幅提升。光學(xué)檢測無法“看穿”封裝內(nèi)部，無法判斷芯片堆疊和焊接情況是否良好，而X射線因?yàn)榫邆浯┩改芰Γ梢栽诜庋b組裝完成后對內(nèi)部進(jìn)行成像檢查，發(fā)現(xiàn)光學(xué)方法無法察覺的問題。例如，在多芯片疊加的封裝中，X射線可驗(yàn)證焊球是否對準(zhǔn)，芯片是否移位，異質(zhì)結(jié)合是否存在氣泡或裂隙。射線檢測技術(shù)在半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了顯著改進(jìn)。一方面，掃描速度和分辨率提升，使其從過去主要用于抽檢分析的“離線”工具，變成部分產(chǎn)線可接受的在線監(jiān)測手段。另一方面，更高效的X射線源和成像算法降低了對器件的輻射損傷，使其在量產(chǎn)環(huán)境中更安全可行。X射線還結(jié)合計(jì)算機(jī)斷層成像(CT)發(fā)展出三維成像能力，可以全方位無死角地檢查封裝內(nèi)結(jié)構(gòu)。對于材料密度差異明顯的缺陷(如空洞、異物),X光的檢測效果尤為突出。Nordson測試與檢測部門的專家指出，X射線在檢測線圈封裝中斷線、焊點(diǎn)空洞等方面非常有效，在檢測線圈封裝中斷線、焊點(diǎn)空洞等方面非常有效，可以顯著提高封裝可靠性。此外，X射線提供的灰度圖像還可用于量測分析，例如計(jì)算焊點(diǎn)的孔隙率、測量結(jié)合面的對準(zhǔn)情況，從而對工藝進(jìn)行監(jiān)控和改進(jìn)。在工藝制程中，雖然X射線主要在后道封裝發(fā)揮作用，但也有一些前道應(yīng)用。例如，通過同步輻射X射線顯微鏡蘇州智能制造研究院(XRM)可以對晶圓進(jìn)行材料分析和應(yīng)力測試，也有研究使用X射線透視觀察晶圓鍵合(如硅通孔TSV對準(zhǔn))等。不過這些多屬于實(shí)驗(yàn)室或小規(guī)模場合。目前，X射線檢測在半導(dǎo)體制造中的市場份額相對有限，但增長迅速，因?yàn)楦呒壏庋b和可靠性要求的提高正在推動其從“輔助”走向“必需”。主要設(shè)備供應(yīng)商包括德國的CometYxlon、美國的Nordson、美國的Bruker以及日本的松下等。其中一些公司還將Al算法融入X射線圖像分析，以自動識別缺陷，提高檢測效率。對國內(nèi)廠商而言，X射線源和高分辨探測器是關(guān)鍵技術(shù)，目前一些企業(yè)和研究所在開發(fā)國產(chǎn)化的半導(dǎo)體X射線CT設(shè)備，以滿足先進(jìn)封裝領(lǐng)域快速增長的檢測需求。電子顯微技術(shù)在半導(dǎo)體量測與檢測中占據(jù)重要地位，包括掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)兩大類。掃描電子顯微鏡(SEM)通過聚焦電子束掃描樣品表面，從二次電子信號成像，可獲得納米級分辨率的表面形貌圖像。SEM在半導(dǎo)體中的主要應(yīng)用有兩方面：一是關(guān)鍵尺寸量測(CD-SEM),利用SEM圖像測量芯片上線寬、間距等關(guān)鍵尺寸，是光刻工藝控制的重要環(huán)節(jié)；二是缺陷復(fù)查(DefectReview),將前段檢測發(fā)現(xiàn)的缺陷定位，用SEM觀察缺陷形貌以判定代引入以來，一直是亞微米級別尺寸計(jì)量的工作關(guān)鍵，尤其在極紫外光刻前，SEM量測幾乎是唯一能精確測定幾十納米結(jié)構(gòu)尺寸的手段。日本日立高科(HitachiHigh-Tech)是該領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商，其CD-SEM設(shè)備在全球市場占有率多年來保持第一。據(jù)報道，日立在晶圓關(guān)鍵尺寸檢驗(yàn)(CD檢驗(yàn))市場份額一度達(dá)到約85%。SEM缺陷復(fù)查則是KLA、應(yīng)用材料等公司的檢測方案中的重要一環(huán)：先用光學(xué)快速掃描標(biāo)記懷疑缺陷，再用場發(fā)射SEM高倍率成像確認(rèn)缺陷類型，從而過濾假缺陷并分類真缺陷。隨著節(jié)點(diǎn)推進(jìn)，電子束檢測還出現(xiàn)了直寫電子束檢查(E-beamInspection),即直接用電子Microvision(HMI,后被ASML收購)推出的電子束檢查工具在7nm及以下節(jié)點(diǎn)用于捕捉光學(xué)無法檢測的缺陷。然而電子束逐點(diǎn)掃描速度較慢，目前更多用于抽樣檢查關(guān)鍵層。透射電子顯微鏡(TEM)則通過加速電子透過超薄樣品成像，分辨率可達(dá)亞納米級，能直接觀察半導(dǎo)體器件的晶格缺陷、界面、三維結(jié)構(gòu)等。TEM在半導(dǎo)體行業(yè)主要用于失效分析和工藝研發(fā)。當(dāng)工藝遇到疑難問題時，工程師常切割出一個微小截面，用離子束(FIB)制備成厚度幾十納米的薄膜，然后用TEM觀察橫截面結(jié)構(gòu)，比如檢查多層互連的形貌、EUV光刻膠中是否存在孔洞、晶體管溝道是否有晶體缺陷等。TEM因?yàn)橹茦訌?fù)雜、費(fèi)用高昂，一般不用于批量生產(chǎn)線，而是在研發(fā)和失效分析實(shí)驗(yàn)室使用。近年來，隨著節(jié)點(diǎn)縮小，TEM幾乎成為了解7nm以下器件結(jié)構(gòu)的必要手段，推動行業(yè)領(lǐng)軍者如ThermoFisher(2016年收購FEI公司)大力拓展半導(dǎo)體TEM市場。ThermoFisher公司已成為高端電子顯微解決方案主要供應(yīng)商，其TEM和聚焦離子束聯(lián)用系統(tǒng)(FIB-SEMDualBeam)被全球各大晶圓廠用于EUV良率提升和工藝驗(yàn)證。電子顯微鏡檢測技術(shù)的優(yōu)勢在于分辨率極高，可以看到光學(xué)難以分辨的納米級甚至原子級細(xì)節(jié)。在5nm以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)，許多隨機(jī)缺陷(例如EUV光刻隨機(jī)缺陷)只能通過SEM/TEM觀察分析。劣勢是覆蓋面積小、速度慢，不適合大面積篩查。因此，當(dāng)前常見策略是“光學(xué)+電子束”結(jié)合：光學(xué)負(fù)責(zé)快速全局掃描，電子顯微鏡負(fù)責(zé)精細(xì)局部確認(rèn)。展望未來，多電子束并行掃描技術(shù)有望提高電子束檢測速度，使其在某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)承擔(dān)更大職責(zé)。另外，電子顯微技術(shù)正與自動化和Al結(jié)合，例如自動缺陷分類算法讀取SEM圖像進(jìn)行智能判定。隨著半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)向三維化發(fā)展(如3DNAND、GAA晶體管),傳統(tǒng)光學(xué)手段受限更多，需要借助電子顯微鏡進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)計(jì)量和檢測，這也推動這一領(lǐng)域技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新。2.4自動光學(xué)檢測(AOI,AutomatedOpticalInspection)自動光學(xué)檢測(AOl)是一種利用機(jī)器視覺技術(shù)對電子產(chǎn)品外觀和裝配質(zhì)量進(jìn)行自動化檢查的技術(shù)。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，AOI最初大量應(yīng)用于PCB組裝檢測和LED封裝等領(lǐng)域，如檢測焊點(diǎn)是否缺陷、元件引腳是否對齊等。AOl系統(tǒng)通常通過高分辨率相機(jī)獲取待測對象的圖像，借助圖像處理算法自動識別各種缺陷，實(shí)現(xiàn)對人工目檢的替代。在半導(dǎo)體芯片制造過程中，AOl也扮演著“第一道防線”的角色，用于盡早發(fā)現(xiàn)制造流程中的可見瑕疵。例如，在晶圓前道工序，AOI可用于宏觀缺陷檢查(MacroInspection),檢測整片晶圓表面的劃痕、污染斑點(diǎn)等較大異常。在封裝環(huán)節(jié)，AOI常用于檢查芯片引線鍵合后是否有虛焊、金線弧度是否正常，封裝外觀有無氣泡、溢膠等。一些先進(jìn)AOl設(shè)備結(jié)合3D成像，可檢測器件的共面度、焊球高度等三維特征。傳統(tǒng)AOI主要基于預(yù)設(shè)閾值和模板匹配，有時會出現(xiàn)誤判率(誤報/漏報)偏高的問題。當(dāng)產(chǎn)品外觀或圖案有正常變化時，可能被AOI誤識為缺陷；而過于依賴事先設(shè)定的模板，也可能漏掉未預(yù)見的新型缺陷。為此，近年來AOI開始引入深度學(xué)習(xí)等Al技術(shù)，動態(tài)學(xué)習(xí)產(chǎn)品外觀特征，提升對微小瑕疵的敏感度并降低誤報。Al賦能的AOI可以根蘇州智能制造研究院據(jù)歷史缺陷庫訓(xùn)練模型，自動適應(yīng)工藝波動，更準(zhǔn)確地區(qū)分“良品”和“缺陷”。例如，一些公司推出的AI-AOl系統(tǒng)可以檢測出人眼難以察覺的細(xì)微劃痕，并能根據(jù)不斷積累的數(shù)據(jù)調(diào)整判定標(biāo)準(zhǔn)，將傳統(tǒng)AOI漏檢AOI通過多個角度光源和高分辨相機(jī)進(jìn)行平面成像，適合檢測表面瑕疵如劃傷、污染、印記等。3DAOI則增加了結(jié)構(gòu)光或激光傳感器，獲取被測對象的高度和體積信息，可識別焊點(diǎn)塌陷、器件立起等三維缺陷。另外還有在線AOI(InlineAOI)直接集成在生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)100%在線檢測；離線AOI則是在獨(dú)立工站抽檢。對于半導(dǎo)體高產(chǎn)能生產(chǎn)線，常在關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)配置高速在線AOI監(jiān)控，同時輔以離線AOI做深入分析。名AOI廠商有以色列Camtek(專注半導(dǎo)體晶圓及封裝檢測)、韓國KohYoung(PCB和封裝SPI/AO1)、美國從平板顯示AOI起家，現(xiàn)拓展到半導(dǎo)體AOI;長川科技備的相對技術(shù)門檻低于前述光學(xué)/電子束檢測，因此國產(chǎn)替代進(jìn)展較快。但要達(dá)到高端晶圓制造的AOl要求高效的特點(diǎn)，已成為保障電子制造質(zhì)量不可或缺的工用蘇州智能制造研究院隨著半導(dǎo)體制造進(jìn)入納米尺度和高度復(fù)雜化時代，傳統(tǒng)以人為設(shè)定規(guī)則的檢測方法面臨挑戰(zhàn)：要么誤報工程師手動分類的工作量，并提高分類一致性。Onto測方面，研究者利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)分析SEM圖標(biāo)檢測模型(如YOLO)實(shí)時發(fā)現(xiàn)缺陷位置。蘇州智能制造研究院深度學(xué)習(xí)在半導(dǎo)體檢測中的應(yīng)用場景主要包括：AI模型可以學(xué)習(xí)缺陷的多維特征，實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)閾值法更高的檢出率和更低的誤報率。比如Al可判別晶圓圖像中的隨機(jī)噪點(diǎn)和真實(shí)缺陷，從而減少因噪點(diǎn)引起的傷、顆粒、凹陷等),據(jù)報道某些自動分類的準(zhǔn)確率已達(dá)90%以上，這對于及時分析缺陷來源、反饋工藝調(diào)整非常有價值。異常檢測方面，AI可以建立設(shè)備或產(chǎn)品的“正常模式”模型，一旦檢測數(shù)據(jù)偏離模型就提示異常，有點(diǎn)類似于工業(yè)領(lǐng)域的預(yù)測性維護(hù)思想應(yīng)用在良率管理上。過程控制優(yōu)化方面，AI可以將不同檢測站的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，尋找潛在相關(guān)性。例如通過分析光學(xué)檢測與電測試結(jié)果的關(guān)聯(lián)，Al模型可能發(fā)現(xiàn)某類光學(xué)微缺陷最終導(dǎo)致電性失效的概率，從而指導(dǎo)工藝更應(yīng)用Al也帶來新的挑戰(zhàn)，包括對大數(shù)據(jù)的需求、模型的可解釋性和工廠IT基礎(chǔ)設(shè)施的整合等。半導(dǎo)體制造產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量極其龐大，各檢測設(shè)備每天可產(chǎn)生數(shù)TB的圖像和測量數(shù)據(jù)。如何高效地收集、存儲、標(biāo)注這些數(shù)據(jù)并用于訓(xùn)練，是AI應(yīng)用的基礎(chǔ)工作。此外，晶圓廠對誤報漏報有嚴(yán)格要求，Al模型需經(jīng)過充分驗(yàn)證，且其決策機(jī)制最好能給出一定解釋(例如突出導(dǎo)致判為缺陷的區(qū)域),以便工程師信任采用。不過總體而言，深度學(xué)習(xí)在半導(dǎo)體檢測中的趨勢不可逆AI則是提升檢驗(yàn)計(jì)量效能的關(guān)鍵手段之一?？梢灶A(yù)見未來的工廠中，Al將廣泛嵌入從光學(xué)、電子束到X射線各類檢測設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)參、智能決策和異常預(yù)警，幫助晶圓廠在良率爬坡和產(chǎn)能提升上更快更2.6無損檢測(Non-DestructiveTesting,NDT)無損檢測指在不破壞器件的前提下，檢測其內(nèi)部或性能的方法。在半導(dǎo)體領(lǐng)域，由于芯片制造過程復(fù)雜且成品昂貴，無損檢測尤為重要。前文提到的X射線檢測即是一種典型的無損檢測手段，通過射線穿透成像來檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)。此外，還有超聲波掃描(聲學(xué)顯微鏡)和紅外熱成像等技術(shù)也屬于無損檢測。超聲波掃88做超聲掃描以確保沒有內(nèi)部缺陷。紅外成像利用某些缺陷(如短路)在通電時會產(chǎn)生異常高熱，通過紅外相機(jī)捕捉溫度分布，可定位潛在的電氣缺陷。這種方法可在不接觸電路的情況下發(fā)現(xiàn)芯片內(nèi)部熱點(diǎn)，屬于失效分析和在線測試的輔助手段。無損檢測技術(shù)在半導(dǎo)體制造中主要用于兩方面：一是品質(zhì)檢查，在產(chǎn)品出貨前發(fā)現(xiàn)潛在隱患；二是失效診斷，在產(chǎn)品失效后定位故障原因。例如，一批封裝芯片在高溫貯存試驗(yàn)后出現(xiàn)失效，可以用X光檢查焊點(diǎn)是否有裂紋，用超聲波看封裝是否分層，以確定失效模式。相比需要截斷器件的截面分析，NDT方法保存了器件完整性，可以在多樣品上快速篩選。隨著先進(jìn)封裝(如2.5D、3D封裝)的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，NDT的重要性進(jìn)一步提高，因?yàn)閭鹘y(tǒng)截面分析往往難以及時或全面地檢查此類封裝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)展：無損檢測需要結(jié)合半導(dǎo)體器件特點(diǎn)不斷發(fā)展。例如，高分辨X射線需要更高亮度的小焦點(diǎn)射線源以及高靈敏度探測器，目前有廠商開發(fā)基于同步加速器原理的臺式高亮X光源來提高分辨率。聲學(xué)顯微技術(shù)則朝著更高頻率(提高分辨率)和多模式成像(比如結(jié)合超聲和紅外)方向發(fā)展。總的來說，無損檢測技術(shù)豐富了半導(dǎo)體質(zhì)量控制的手段，與破壞性分析形成互補(bǔ)。對于某些特定缺陷類型(如內(nèi)部氣泡),NDT幾乎是唯一可行的發(fā)現(xiàn)方法。在未來，更高精度、更高速的NDT將為提高封裝和產(chǎn)品可靠性發(fā)揮更大的作用，也是在芯片廣泛應(yīng)用于汽車、醫(yī)療等安全關(guān)鍵領(lǐng)域時不可或缺的質(zhì)量保證。2.7其他創(chuàng)新檢測技術(shù)除了上述主要技術(shù)，半導(dǎo)體量測與檢測領(lǐng)域還在不斷涌現(xiàn)新的方法和工具，以應(yīng)對未來工藝和封裝的挑散射計(jì)量(OCD,OpticalScatterometry):這是一種利用光衍射散射信息進(jìn)行測量的技術(shù)。原理是將光照射到晶圓上特定的周期結(jié)構(gòu)(如標(biāo)尺或柵線陣列),測量反射光的光譜或衍射圖樣，通過匹配理論模型來反算結(jié)構(gòu)參數(shù)(如線寬、線高、側(cè)壁角度等)。散射計(jì)量也稱“OCD(OpticalCD)”,因其可以在不直接成像的情況下測量關(guān)鍵尺寸和形貌參數(shù)，速度快且不損傷樣品。以色列Nova公司是此領(lǐng)域?qū)＜?，提供的OCD量測系統(tǒng)被廣泛用于過程控制。KLA等公司也有類似產(chǎn)品。散射計(jì)量如今已成為45nm以下節(jié)點(diǎn)多層結(jié)構(gòu)(如FinFET的鰭高度、復(fù)雜膜棧厚度)測量的標(biāo)準(zhǔn)方案之一。其優(yōu)勢在于一次光譜掃描即可獲取多參數(shù)信息，缺點(diǎn)是需要精確的光學(xué)模型和充分的參考校準(zhǔn)。原子力顯微鏡(AFM):AFM利用微米尺度探針在樣品表面掃描，通過探針與表面的相互作用測量表面形貌，高度分辨率可達(dá)亞納米級。AFM在半導(dǎo)體中主要用于臺階高度測量、表面粗糙度分析等。例如用于檢測拋光后晶圓的平坦度或刻蝕后側(cè)壁粗糙度。雖然AFM成像慢且覆蓋面積小，但其高度精度無可比擬，因此一些關(guān)鍵結(jié)構(gòu)(如EUV光刻膠厚度、納米線器件尺寸)需要AFM校準(zhǔn)。業(yè)界也在研發(fā)高速AFM和陣列探針AFM,以期將其應(yīng)用于更大面積的計(jì)量。掩模版上的缺陷檢測成為難點(diǎn)。由于EUV波長極短(13.5nm),傳統(tǒng)193nm光學(xué)檢測無法準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)EUV(Actinic)”檢測，即用與實(shí)際曝光相同的EUV光源來檢查掩模。荷蘭ASML和蔡司正在開發(fā)EUV掩模檢測工具，而Lasertec已推出針對EUV掩模的檢查設(shè)備系列。這類設(shè)備技術(shù)難度極高，需要EUV光源、真空環(huán)境和高NA光學(xué)系統(tǒng)，其進(jìn)展直接關(guān)系到未來EUV工藝良率。多電子束并行檢測：為克服電子束檢測速度慢的問題，一些公司開發(fā)了多束平行掃描技術(shù)。比如美國KLA推出了多達(dá)1000束電子束同時掃描的原型機(jī)，用于大面積缺陷檢測。這種創(chuàng)新若成熟，將大幅提升亞10nm缺陷的檢測效率。計(jì)算光學(xué)與高速成像：利用計(jì)算攝影學(xué)思想，應(yīng)用于半導(dǎo)體檢測。例如通過相移疊加獲取超分辨信息，或用壓縮感知技術(shù)減少采樣量，從而更快地獲取高分辨影像。此外，高速相機(jī)在檢測應(yīng)用中也逐步涌現(xiàn)，如每秒上千幀的相機(jī)可以用于捕捉激光加工過程中的瞬態(tài)缺陷產(chǎn)生，從而幫助工藝調(diào)試?？傊雽?dǎo)體檢測技術(shù)的創(chuàng)新與半導(dǎo)體工藝發(fā)展相輔相成。當(dāng)新的工藝結(jié)構(gòu)(如3DNAND、GAA晶體管)出現(xiàn)、或者制程進(jìn)入全新物理尺度(如EUV時代的隨機(jī)缺陷),檢測技術(shù)也必須隨之革新。在未來，可以想見量測與檢測會朝著綜合多種物理原理、融合多模態(tài)數(shù)據(jù)以及高度智能化的方向邁進(jìn)，以滿足半導(dǎo)體工業(yè)對質(zhì)量與良率永無止境的追求。9蘇州智能制造研究院3半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢本章分析全球及中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展動態(tài)，以及對量測檢測領(lǐng)域的影響，包括市場驅(qū)動力、挑戰(zhàn)和技術(shù)演進(jìn)路線等。3.1產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀全球與中國市場規(guī)模：受益于5G、AI、物聯(lián)網(wǎng)等需求推動，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場近年來快速擴(kuò)張，2019年~2022年從598億美元增長至1,076億美元。2023年由于芯片下游需求疲軟出現(xiàn)小幅下滑，全球設(shè)備銷售額約1,063億美元，同比下降1.3%。其中，中國大陸仍是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備市場，2023年采購約367億美元設(shè)備，占全球約34.5%。在這一大背景下，用于工藝控(即良率檢測設(shè)備)也保持增長：2023年全球半導(dǎo)體量測和檢測設(shè)備市場規(guī)模達(dá)128.319.1%。中國大陸市場同期由16.9億美元增至約42.3占全球比重從26.5%提升至約33%。盡管短期增速有所區(qū)別，但中長期看大陸市場增勢強(qiáng)勁，預(yù)計(jì)2025年中國大陸量測設(shè)備銷售將繼續(xù)兩位數(shù)增長。半導(dǎo)體量檢測設(shè)備屬于高技術(shù)全球市場集中度極高。前道量測/檢測領(lǐng)域國科磊公司(KLA)是絕對龍頭，在光學(xué)檢測和裸晶圓檢測等核心領(lǐng)域市占率超過50%。KLA在光學(xué)晶圓檢查和無圖形晶圓檢測等關(guān)鍵市場份額甚至高達(dá)85%以上，在套刻量測市場份額超66%。美國應(yīng)用材料(AMAT)和美國ONTOInnovation分列第二、第三位，合計(jì)約占全High-Tech)、荷蘭ASML(并購HMI進(jìn)軍電子束檢測)、缺陷檢測領(lǐng)域獨(dú)占地位)等公司在各自細(xì)分也占據(jù)重要份額。相較之下，中國本土廠商整體份額仍較低。近幾年大陸量測設(shè)備國產(chǎn)化率從多數(shù)仍依賴進(jìn)口。按細(xì)分產(chǎn)品看，國產(chǎn)薄膜厚度量測和自動光學(xué)外觀檢查(AOI)設(shè)備市占率已達(dá)10~15%,但高精度套刻誤差量測接近0%,X射線檢測不足1%。這反映出國產(chǎn)設(shè)備在部分中端領(lǐng)域取得突破，但在頂尖精密檢測方面仍有巨大提升空間。產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)：半導(dǎo)體量檢測設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈包括上游核心零部件、中游整機(jī)廠商和下游晶圓制造/封測廠商?！ど嫌苇h(huán)節(jié)：高性能檢測設(shè)備依賴許多精密零部件，其中高精度運(yùn)動控制組件和光學(xué)組件最為關(guān)鍵，分別占設(shè)備成本約21.5%和15.1%。目前這些核心部件主要依賴國外供應(yīng)——例如設(shè)備前端模塊(EFEM)、機(jī)械手臂、精密定位平臺等運(yùn)動控制件多數(shù)從日本廠商采核心零部件日本設(shè)備前端模塊(EFEM)機(jī)械手臂精密定位平臺等光源鏡頭半導(dǎo)體檢測設(shè)備國際巨頭>90%AMAT等圖形晶圓缺陷檢測光學(xué)膜厚測量晶圓制造和測試中國廠商中芯國際華虹長江存儲合肥長鑫等3DNANDChiplet等購，先進(jìn)光學(xué)部件(光源、鏡頭、傳感器等)主要由日本、德國廠商提供。整體來看，上游關(guān)鍵零件國產(chǎn)化率較低，本土廠商多采用“高端部件海外采購+國內(nèi)組裝集成”的模式。這一模式下，國產(chǎn)廠商的競爭力在于供應(yīng)鏈管理和系統(tǒng)集成能力，能否獲得穩(wěn)定的海外核心部件供給是決定因素之一。值得注意的是，隨著國內(nèi)需求上升，海外零件交期延長，一定程度上制約了國產(chǎn)設(shè)備交付周期。因此，加速國產(chǎn)零部件研發(fā)也是產(chǎn)業(yè)趨勢之一。·中游環(huán)節(jié)：整機(jī)制造由專業(yè)的半導(dǎo)體檢測設(shè)備企業(yè)完成。國際巨頭如KLA、AMAT等通常擁有完整產(chǎn)品線，幾乎涵蓋所有前道檢測/量測設(shè)備類別(KLA產(chǎn)品覆蓋率>90%。中國廠商近年來快速跟進(jìn)，產(chǎn)品已覆蓋無圖形晶圓檢測、圖形晶圓缺陷檢測、光學(xué)膜厚測量、電子束缺陷檢測與復(fù)查等多個門類，實(shí)現(xiàn)了對28nm及以上制程工藝的初步覆蓋。當(dāng)前多數(shù)國產(chǎn)設(shè)備能量產(chǎn)應(yīng)用于28nm節(jié)點(diǎn)以上工藝，而對14nm、7nm等更先進(jìn)制程還處于研發(fā)驗(yàn)證階段。相比之下，海外領(lǐng)先廠商的設(shè)SP7XP無圖形晶圓檢測儀已應(yīng)用于5nm及以下節(jié)點(diǎn)。因此國產(chǎn)廠商在產(chǎn)品種類完整性(覆蓋面僅20~30%)和高端制程支持方面仍明顯落后于國際龍頭，需要持續(xù)投入研發(fā)以縮小差距。·下游環(huán)節(jié)：下游主要是晶圓廠和封裝測試廠等終端用戶。中國大陸近年來晶圓制造產(chǎn)能擴(kuò)張迅猛，包括中芯國際、華虹、長江存儲、合肥長鑫等多家廠商的新建擴(kuò)建項(xiàng)目。下游產(chǎn)能提升直接帶動對量測/檢測設(shè)備的需求增長。同時，先進(jìn)制程和新工藝(FinFET、3DNAND、Chiplet等)的量產(chǎn)對過程控制提出更高要求，10蘇州智能制造研究院每增加一道工序都需要高可靠檢測來確保良率。因此，下游的擴(kuò)產(chǎn)和技術(shù)升級成為推動檢測設(shè)備市場的重要動力因素。綜合來看，半導(dǎo)體量檢測行業(yè)在全球呈寡頭壟斷格局，技術(shù)壁壘高、研發(fā)投入大。中國市場需求旺盛且政策支持有力，近年本土企業(yè)實(shí)現(xiàn)從0到1的突破，逐步切入全球價值鏈。但目前國產(chǎn)高端設(shè)備占比仍小，整體仍處于國產(chǎn)化替代的早期階段。未來隨著技術(shù)攻關(guān)和下游市場驅(qū)動，國產(chǎn)廠商有望在中端領(lǐng)域擴(kuò)大份額，并向更先進(jìn)節(jié)點(diǎn)邁進(jìn)。3.2全球行業(yè)最新發(fā)展趨勢全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍在持續(xù)增長，摩爾定律雖趨緩但并未停止，新技術(shù)節(jié)點(diǎn)和新封裝技術(shù)不斷涌現(xiàn)。這些變化對檢測行業(yè)提出了新的需求和機(jī)遇。首先，先進(jìn)制程節(jié)點(diǎn)的推進(jìn)使得缺陷尺寸更小、類型更多樣。例如在7nm及以下節(jié)點(diǎn)，光刻中的隨機(jī)缺陷和量子隧穿引發(fā)的新現(xiàn)象增加。這要求檢測設(shè)備具備更高分辨率(如借助電子束、多模態(tài)檢測)以及更智能的數(shù)據(jù)分析能力(AI輔助識別)來確保良率。EUV光刻的量產(chǎn)帶來了光罩缺陷和光刻隨機(jī)缺陷的新挑戰(zhàn)，推動了EUV光學(xué)檢測、顆粒EUV光罩檢測設(shè)備需求猛增而快速成長。晶體管架構(gòu)的革新引發(fā)檢測需求轉(zhuǎn)變。以即將商用的環(huán)柵(GAA)晶體管為例，其結(jié)構(gòu)為多層納米片疊堆，相比FinFET更復(fù)雜。OntoInnovation公司因其Atlas量測系統(tǒng)在GAA結(jié)構(gòu)測量上表現(xiàn)出色，而被臺積電、三星、英特爾選中，用于下一代GAA工藝的關(guān)鍵計(jì)量和檢測。這一趨勢表明，新架構(gòu)往往會打破原有供應(yīng)商格局，帶來市場份額重分配的機(jī)會。SemiAnalysis分析指出，在GAA、3DNAND等新技術(shù)驅(qū)動下，像Onto這樣專注特定計(jì)量領(lǐng)域的公司有機(jī)會取得相對于KLA等巨頭的小幅市場份額提升。同樣地，存儲器行業(yè)3D結(jié)構(gòu)高度的增加要求計(jì)量設(shè)備測量深寬比極高的結(jié)構(gòu)(如深溝槽、通孔),這推動了高深寬比CD-SEM、X截面分析等技術(shù)需求。先進(jìn)封裝和異構(gòu)集成已成為行業(yè)熱點(diǎn)，包括Chiplet芯粒、2.5D硅中介層、3DSoC等。這些技術(shù)使得封裝級檢測的重要性前所未有地提高。復(fù)雜封裝相當(dāng)于“微型系統(tǒng)”,內(nèi)部可能封裝了邏輯+存儲+模擬等多芯片。如果封裝過程中某一個芯片或連接失效，將導(dǎo)致整個系統(tǒng)報廢，成本高昂。因此，封裝階段現(xiàn)在需要全內(nèi)部缺陷，電測試結(jié)合紅外掃描檢查功能缺陷。X射線檢測從實(shí)驗(yàn)室工具變成先進(jìn)封裝生產(chǎn)線的剛需，并持續(xù)改進(jìn)速度以滿足量產(chǎn)節(jié)拍?？梢哉f，封裝復(fù)雜化使得“后段檢測前移",很多傳統(tǒng)在成品檢測才做的檢查現(xiàn)在在封裝中就需完成，以避免將缺陷帶入后續(xù)環(huán)節(jié)。全球市場還體現(xiàn)出應(yīng)用驅(qū)動的結(jié)構(gòu)性變化。汽車電子、物聯(lián)網(wǎng)、5G通信等新興應(yīng)用對芯片可靠性要求更高，同時對異質(zhì)集成度要求提升。這兩個因素均提高了檢測標(biāo)準(zhǔn)：一方面，汽車芯片需要零失效率，任何潛在缺陷都需揪出(這促進(jìn)行業(yè)內(nèi)掀起“零缺陷”計(jì)劃，檢測覆蓋率進(jìn)一步提高);另一方面，新應(yīng)用催生新器件類型(如功率器件、傳感芯片等),對應(yīng)的檢測手段也需開發(fā)(如碳化硅晶圓表面微管缺陷的特殊檢測等)。特別是電動車和自動駕駛的興起，引爆了功率半導(dǎo)體和傳感器需求，這些領(lǐng)域的晶圓缺陷檢測標(biāo)準(zhǔn)和邏輯芯片不同，設(shè)備廠商也在調(diào)整策略推出針對性產(chǎn)品。半導(dǎo)體芯片最后，從競爭格局看，行業(yè)整合與合作并行出現(xiàn)。一方面，大廠通過并購整合技術(shù)。例如ThermoFisher收開發(fā)EUV檢測解決方案。這些舉措使綜合供應(yīng)能力加強(qiáng)。另一方面，不同企業(yè)也開始合作來應(yīng)對新難題，如臺積電與多家檢測公司合作研究EUV隨機(jī)缺陷監(jiān)控、IBM與企業(yè)共研AI在良率管理中的應(yīng)用。這些趨勢都說明，隨著技術(shù)難度上升，檢測領(lǐng)域呈現(xiàn)“巨頭更強(qiáng)、小玩家細(xì)分突破、產(chǎn)業(yè)合作更緊密”的態(tài)勢。3.3中國半導(dǎo)體行業(yè)趨勢中國作為全球最大的半導(dǎo)體市場，近年來在政策引導(dǎo)和資金支持下，加速推進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈本土化。檢測設(shè)備作為產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，呈現(xiàn)出一些不同于全球的趨政策驅(qū)動和投資加碼是中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的顯著特點(diǎn)。中國政府將半導(dǎo)體列為國家戰(zhàn)略，高度優(yōu)先投入數(shù)千億美元以培育本土半導(dǎo)體生態(tài)。國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金(“大基金”)已歷經(jīng)三期：最新的第三期基金于2024年設(shè)立，規(guī)模高達(dá)3440億元人民幣(約475億美元),反映出實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體自主可控的決心。這些資金大力支持晶圓制造、EDA軟件、材料設(shè)備等各環(huán)節(jié)的發(fā)展。就檢測領(lǐng)域而言，多家本土檢測設(shè)備公司都曾獲得大基金或地方基金入股，助其技術(shù)攻關(guān)和擴(kuò)產(chǎn)。政府還蘇州智能制造研究院推出稅收減免、研發(fā)補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策，鼓勵半導(dǎo)體裝備企業(yè)創(chuàng)新。例如，針對制造28nm及更先進(jìn)工藝的企業(yè)提供10年免稅待遇，這也涵蓋了滿足相應(yīng)技術(shù)要求的設(shè)備企業(yè)。地方政府則通過設(shè)立專項(xiàng)資金、產(chǎn)業(yè)園等方式，支持檢測設(shè)備項(xiàng)目落地。其次，本土市場需求旺盛。隨著中資晶圓廠(如中芯國際、長江存儲等)產(chǎn)能擴(kuò)張，對檢測設(shè)備的需求同步增長。中國大陸晶圓廠在新建和擴(kuò)產(chǎn)時，除了進(jìn)口設(shè)備，也積極嘗試國內(nèi)設(shè)備以降低受制于人的風(fēng)險。近年來，中國晶圓廠對KLA等公司的采購增長顯著,一定程度上拉動了這些國際廠商業(yè)績。例如2017年中國客戶對KLA設(shè)備訂單增長近3倍。但同時也給予本土廠商試用機(jī)會，如華虹等晶圓廠上線了國內(nèi)供應(yīng)的量測設(shè)備進(jìn)行評估。存儲領(lǐng)域，長江存儲、長鑫存儲等也需要大量檢測設(shè)備支撐3DNAND和DRAM量產(chǎn)。可以說，中國巨在進(jìn)口受限背景下，這種需求為國產(chǎn)檢測設(shè)備提供了寶貴市場空間。這也是為何各地紛紛涌現(xiàn)檢測設(shè)備創(chuàng)業(yè)公司的原因，因?yàn)橹灰a(chǎn)品達(dá)到量產(chǎn)線基本要求，就有潛在客戶愿意采購嘗試。再次，技術(shù)追趕與差異化。在高端邏輯制程(如7nm及以下)檢測設(shè)備方面，中國起步較晚，與國際先進(jìn)水平仍有差距，部分領(lǐng)域大概落后5年以上。例如EUV光罩檢測、亞10nm缺陷掃描儀這些尖端設(shè)備，目前仍主要依賴進(jìn)口。但在某些相對成熟領(lǐng)域，本土公司已經(jīng)取得突破甚至局部領(lǐng)先。如功率半導(dǎo)體(硅和碳化硅)晶圓檢測，由于國際大廠重心在邏輯晶圓，本土企業(yè)在這一細(xì)分市場有機(jī)會做得更好更貼近客戶需求。此外，一些國內(nèi)廠商選擇差異化路線，避開KLA等壟斷的傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)，轉(zhuǎn)而開發(fā)新型檢測方案。第四，外部環(huán)境影響。美國自2018年以來對中國實(shí)施多輪半導(dǎo)體出口管制，直接影響了高端檢測設(shè)備的進(jìn)口。2024年底，美國將多家中國半導(dǎo)體設(shè)備企業(yè)列入“實(shí)體清單”,這使得相關(guān)企業(yè)進(jìn)口某些美國技術(shù)受限，也反映出中國企業(yè)在一些細(xì)分領(lǐng)域已經(jīng)具備一定威脅力。出口管制一方面短期帶來困難，如關(guān)鍵零部件獲取受阻，客戶顧慮增加；但長遠(yuǎn)看更強(qiáng)化了中國本土替代的決心。在檢測設(shè)備方面，中國企業(yè)開始從基礎(chǔ)零部件 (如高端光學(xué)鏡頭、激光光源、電子槍等)著手，降低對單一國家供應(yīng)的依賴。同時，國內(nèi)用戶在采購時也更加重視供應(yīng)鏈安全，愿意給予國產(chǎn)設(shè)備更多機(jī)會?？梢灶A(yù)見，中美技術(shù)博弈背景將使中國檢測設(shè)備行業(yè)走上一條自主加速的發(fā)展道路，盡管困難重重，但在政策、資金和市場合力下，有望逐步補(bǔ)齊短板。3.4關(guān)鍵驅(qū)動因素與挑戰(zhàn)驅(qū)動因素：半導(dǎo)體量檢測行業(yè)的增長受多重因素驅(qū)動。其中最直接的是下游芯片產(chǎn)能擴(kuò)張和技術(shù)升級。每當(dāng)晶圓廠上馬更先進(jìn)工藝或擴(kuò)建產(chǎn)線，必然需要新一批檢測設(shè)備投入。例如在14nm向7nm過渡中，單晶圓所需檢測步驟明顯增加(因?yàn)楣に嚥襟E增多且容錯率降低),這帶動單位晶圓檢測設(shè)備支出上升。根據(jù)AlliedMarketResearch分析，電子設(shè)備需求增長以及5G導(dǎo)入是帶動全球檢測設(shè)備市場上行的重要趨勢。此外，良率收益驅(qū)動：隨著芯片尺寸更小、成本更高，任何良率的提升都帶來巨大經(jīng)濟(jì)收益，促使晶圓廠舍得投入更多資源在過程控制上，這對檢測設(shè)備需求形成支撐。政策與戰(zhàn)略因素在中國尤為明顯一—政府的大力支持相當(dāng)于人為加速了本土檢測產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。新應(yīng)用領(lǐng)域的拓展也驅(qū)動檢測技術(shù)演進(jìn)，比如晶圓制造之外的封裝、PCB檢測等市場對AOI、X-Ray的需求上升，開拓了檢測設(shè)備的新藍(lán)海。最后，競爭與合作環(huán)境也在推動行業(yè)：國際巨頭為了保持技術(shù)領(lǐng)先，不斷研發(fā)新產(chǎn)品線(如KLA近年推出針對MicroLED、先進(jìn)封裝的專用檢測方案);而新進(jìn)入者為了贏得市場，往往聚焦某一點(diǎn)技術(shù)突破，從而帶動該技術(shù)發(fā)展。挑戰(zhàn)：首先，來自技術(shù)極限的挑戰(zhàn)。當(dāng)器件尺度進(jìn)入原子級別，不可避免出現(xiàn)測不準(zhǔn)、測不到的問題。例如EUV光刻產(chǎn)生的隨機(jī)橋接、孔缺失等缺陷非常微小且隨機(jī)，傳統(tǒng)缺陷檢測存在漏檢風(fēng)險，需要新的方法應(yīng)對(例如通過在敏感層引入檢測pattern或使用預(yù)測算法)。量測方面，當(dāng)線寬只有幾納米時，測量過程本身(如電子束曝光)可能改變被測對象，這對計(jì)量精度和方法提出前所未有要求。其次，成本與效率也是挑戰(zhàn)。檢測設(shè)備本身昂貴(頂尖的晶圓檢測設(shè)備單臺價格數(shù)百萬美元起),且運(yùn)行維護(hù)成本高，占用潔凈廠房空間。在產(chǎn)能吃緊時，如何在保證良率的前提下減少檢測步驟成為晶圓廠關(guān)注的問題。部分客戶希望通過抽樣檢測、設(shè)備優(yōu)化等降低檢測成本，這對設(shè)備廠商既是壓力也促其改進(jìn)(如研發(fā)更高速的工具來減少瓶頸)。第三，數(shù)據(jù)整合與分析挑戰(zhàn)?，F(xiàn)代晶圓廠，每天檢測數(shù)據(jù)海量，但如何將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有價值的工藝改進(jìn)信息并非易事。這需要檢測設(shè)備提供智能化的數(shù)據(jù)平臺，與FAB的制造執(zhí)行系統(tǒng)集成，甚至不同供應(yīng)商設(shè)備的數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。這涉及蘇州智能制造研究院標(biāo)準(zhǔn)化和合作問題，目前業(yè)界仍在探索有效的解決方供應(yīng)鏈和貿(mào)易挑戰(zhàn)，上文提及美國出口管制使部分關(guān)鍵技術(shù)供給不確定，對中國企業(yè)而言是挑戰(zhàn)，對國際廠商而言失去市場也帶來業(yè)務(wù)挑戰(zhàn)。此外，宏觀經(jīng)濟(jì)波動導(dǎo)致半導(dǎo)體周期起伏，也會影響檢測設(shè)備需求的短期波動(例如2022-2023存儲寒冬導(dǎo)致部分檢測設(shè)備訂單推遲)。綜上，半導(dǎo)體檢測行業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，需要在技術(shù)創(chuàng)新、成本控制和供應(yīng)安全上持續(xù)發(fā)力。3.5未來技術(shù)演進(jìn)路線展望未來十年，半導(dǎo)體量測與檢測技術(shù)將沿著幾個主要方向演進(jìn)：更高分辨率與靈敏度：這是永恒的追求。為配合2nm、1nm甚至Angstrom級(埃級)工藝，將需要發(fā)展新型光源(如EUV/軟X射線檢測)、量子傳感等顛覆性技術(shù)。例如，有研究探索利用量子糾纏光子成像提高缺陷檢測信噪比；或者使用超短波長(比如6nm)的光進(jìn)行更高分辨的光學(xué)檢測。如果晶體管進(jìn)入原子級結(jié)構(gòu)，甚至可能需要借助同步輻射之類的大型裝置實(shí)現(xiàn)某些計(jì)量。但更可行的是多模組合，即通過多種現(xiàn)有技術(shù)的組合實(shí)現(xiàn)間接提升。例如，將光學(xué)、電子束和X射線檢測結(jié)果融合，以便綜合判斷缺陷性質(zhì)，達(dá)到單一技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的效果。更高速度與產(chǎn)線適應(yīng)性：一方面，多束并行電子束、快速掃描技術(shù)、以及自動化處理將提升檢測通量。例如KLA等正在研制每小時可檢測上百晶圓的電子束缺陷檢查儀。另一方面，出現(xiàn)原位監(jiān)測概念，即在工藝設(shè)備內(nèi)部集成檢測傳感器，實(shí)現(xiàn)即時檢測(稱為APC,AdvancedProcessControl的一部分)。比如在化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)設(shè)備內(nèi)嵌入光學(xué)膜厚監(jiān)測，在光刻涂膠顯影機(jī)內(nèi)置量測模塊等，這樣很多計(jì)量可以在工藝設(shè)備中完成而不經(jīng)單獨(dú)的計(jì)量站。未來工廠可能更趨向這種“影子設(shè)備”模式，使檢測更分散地融入產(chǎn)線而非集中，以縮短反饋循環(huán)。蘇州智能制造研究院更多智能化與軟件定義：Al將更深地介入檢測決策，自適應(yīng)檢測將成為可能——即設(shè)備根據(jù)實(shí)時良率情況調(diào)整檢測策略，對高風(fēng)險區(qū)域/產(chǎn)品加大檢測，對穩(wěn)定部分減少檢測，實(shí)現(xiàn)效率與效果平衡。另外，“軟件定義計(jì)量”是一個概念，即通過軟件算法提升傳統(tǒng)硬件的能力。例如基于機(jī)器學(xué)習(xí)的軟件可以從較低分辨率圖像中重建出高分辨缺陷特征，類似超級分辨率的思想應(yīng)用在工業(yè)檢測中。一些初創(chuàng)公司正嘗試用這種思路開發(fā)低成本檢測方案，對抗硬件巨頭。與此同時，晶圓廠可能建立中央良率大數(shù)據(jù)平臺，匯集所有檢測設(shè)備數(shù)據(jù)，利用Al分析指導(dǎo)工藝和設(shè)備聯(lián)動優(yōu)化。這將改變目前單臺設(shè)備各自為戰(zhàn)的局面，使檢測蘇州智能制造研究院成為貫穿設(shè)計(jì)、制造、封裝全流程的閉環(huán)信息系統(tǒng)。新檢測范式：隨著新器件、新材料不斷涌現(xiàn)，可能需要全新檢測范式。例如，碳基/二維器件(石墨烯、碳納米管)如果應(yīng)用，傳統(tǒng)光學(xué)/電子束對其缺陷敏感性未知，可能引入拉曼光譜等方法。又如量子計(jì)算芯片中的超導(dǎo)線路，需要在低溫下檢測性能，這催生低溫電測和量子態(tài)測量技術(shù)的發(fā)展，這可看作廣義檢測的一部分。將來某些復(fù)雜3D封裝，可能需要在使用環(huán)境下實(shí)時監(jiān)測(如智能封裝帶自檢功能),這實(shí)際上是讓產(chǎn)品自帶檢測。行業(yè)生態(tài)演變：技術(shù)路線的演進(jìn)也將重塑行業(yè)格局。高度智能化可能弱化傳統(tǒng)設(shè)備廠商壁壘，讓IT公司、軟件公司參與進(jìn)來(例如IBM開發(fā)AI良率服務(wù))。而在硬件上，超高端設(shè)備開發(fā)難度極大，可能由國際聯(lián)盟合作完成，然后成員共享(類似EUV光刻機(jī)由ASML+ZEISS+Cymer等合力)。這種趨勢可能延伸到EUV檢測、下一代計(jì)量設(shè)備上。中國在這一生態(tài)中則需要走出自己的路線，通過自主研發(fā)和國際合作并舉，在部分領(lǐng)域形成技術(shù)自給，同時融入全球標(biāo)準(zhǔn)體綜上，未來半導(dǎo)體檢測技術(shù)將更加多元融合、智能高效，其重要性只增不減。在后摩爾時代，“MorethanMoore”中，性能提升更多來自封裝與系統(tǒng)集成，而不管芯片如何集成，保障每一顆芯片、每一次連接可靠工作的基石仍然是檢測?？梢哉f，檢測技術(shù)的進(jìn)步將為半導(dǎo)體工業(yè)的下一個十年保駕護(hù)航。4重點(diǎn)企業(yè)介紹本章介紹半導(dǎo)體量測檢測領(lǐng)域的國外主要企業(yè)，將涵蓋企業(yè)主營業(yè)務(wù)、技術(shù)優(yōu)勢、市場地位和發(fā)展歷程等。KLA公司(KLACorporation):全球最大的半導(dǎo)體過程控制(檢測計(jì)量)設(shè)備供應(yīng)商，總部美國。KLA產(chǎn)品幾乎覆蓋所有檢測計(jì)量環(huán)節(jié)，包括晶圓缺陷掃描儀、光罩檢視系統(tǒng)、CD-SEM、膜厚測量、疊對誤差計(jì)量等。KLA以1978年推出首臺自動光罩檢測儀打開市場，此后不斷創(chuàng)新，是現(xiàn)代良率管理理念的奠基者。如今全球各大晶圓廠均大量采用KLA設(shè)備，KLA在有些子領(lǐng)域市占率超過90%(如薄膜計(jì)量)。2019財年KLA營收約105億美元，在純檢測計(jì)量市場占據(jù)主導(dǎo)地位。其優(yōu)勢在于技術(shù)全面和軟件分析強(qiáng)大，被譽(yù)為“晶圓廠的顯微近年來也拓展新興領(lǐng)域，如針對PCB/顯示的檢測。由于產(chǎn)品組合豐富、客戶基礎(chǔ)牢固，KLA穩(wěn)居行業(yè)龍頭。應(yīng)用材料公司(AppliedMaterials,AMAT):半導(dǎo)體設(shè)備巨頭之一，美國公司。AMAT主業(yè)在薄膜沉積、刻蝕等制造設(shè)備，但其過程診斷與控制部門也提供檢測產(chǎn)品，如eBeam缺陷復(fù)查系統(tǒng)和片上量測儀等。AMAT在90年代通過并購進(jìn)入檢測領(lǐng)域，例如收購Orbot獲得光學(xué)檢測、收購Opal獲得電子束技術(shù)，曾一度占據(jù)不小市場份額。但近年來其在檢測市場份額有所下滑。2020年前后市場占比降至個位數(shù)%,主要原因是未能在新一代光學(xué)檢測上突破，份額被KLA等搶走。不過AMAT在缺陷復(fù)查(ReviewSEM)領(lǐng)域仍有優(yōu)勢，其SEMReview系列與日立分庭抗禮。作為綜合設(shè)備大廠，AMAT的策略是將檢測融入整體解決方案，如與其刻蝕設(shè)備聯(lián)用實(shí)現(xiàn)及時反饋調(diào)節(jié)。東京電子(TokyoElectron,TEL):日本最大的半導(dǎo)體設(shè)備商，主營光刻涂膠、刻蝕、CVD等。TEL在檢測計(jì)量方面涉足較少，歷史上曾與KLA合作銷售后者設(shè)備。在計(jì)量上TEL曾推出Opti-Probe膜厚計(jì)等產(chǎn)品。TEL更大的關(guān)聯(lián)是其光刻工藝設(shè)備可以集成計(jì)量模塊(如在涂膠機(jī)上集成線寬測量),這種趨勢代表工藝設(shè)備與檢測的融合。日立高新技術(shù)(HitachiHigh-Tech):日本企業(yè)，掃描電子顯微鏡(SEM)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。日立的CD-SEM和缺陷復(fù)查SEM廣泛應(yīng)用于全世界晶圓廠，其分辨率與穩(wěn)定性業(yè)界領(lǐng)先。日立在CD量測市場一度占有率第CD-SEM機(jī)型。日立還提供基于SEM的自動缺陷分類系統(tǒng)。總體而言，日立是電子光學(xué)技術(shù)的佼佼者，其設(shè)備與KLA的光學(xué)掃描儀相輔相成，共同構(gòu)成大多數(shù)FAB的檢測配置。Lasertec:日本公司，專注光罩與晶圓缺陷檢測。Lasertec因在EUV光罩檢測上的先發(fā)優(yōu)勢而聲名大ASML空白，成為全球唯一商業(yè)化的EUV掩模檢測工具。受益于EUV需求，Lasertec業(yè)績猛增，市值大漲。除EUV外，Lasertec也生產(chǎn)前道晶圓表面檢測儀、缺陷復(fù)查顯微鏡等，在特定細(xì)分市場與KLA競爭。其成功體現(xiàn)了專注單一領(lǐng)域、小公司也能取得突破的案例。ASML:荷蘭公司，光刻機(jī)巨頭。ASML本身并非傳Microvision(HMI),進(jìn)入電子束檢測領(lǐng)域。HMI的電子束缺陷檢測儀在業(yè)界評價很高，ASML借此可以為客戶提供“光刻+檢測”聯(lián)合方案，用于發(fā)現(xiàn)EUV光刻中極小的隨機(jī)缺陷。ASML還開發(fā)YieldStar等設(shè)備，安裝在光刻機(jī)上測量曝光后的對準(zhǔn)和線寬，這是一種結(jié)合光刻工藝的計(jì)量工具。憑借光刻機(jī)的壟斷地位，ASML將部分計(jì)量功能內(nèi)置，使自己在良率控制中也占一席之地。未來ASML與ZEISS合作的EUV光罩顯微鏡也是檢測裝備的一種?？傮w而言，ASML的策略是拓展“周邊設(shè)備”豐富產(chǎn)品生態(tài)。ThermoFisherScientific:美國公司，通過2016年并購FEI進(jìn)入半導(dǎo)體市場。FEI是頂尖電子顯微鏡廠商，其TEM、FIB設(shè)備用于芯片截面分析、原子級計(jì)量等。如今Thermo在半導(dǎo)體失效分析和研發(fā)分析工具市場占主導(dǎo)地位，其TEM幾乎是每條先進(jìn)工藝開發(fā)線的標(biāo)配。雖然TEM不直接參與產(chǎn)線過程控制，但對于攻克Fisher掌握了后摩爾時代“分析顯微鏡”的制高點(diǎn)。牛津儀器、蔡司等：這些是提供特種計(jì)量工具的廠商。英國OxfordInstruments生產(chǎn)低溫電學(xué)量測設(shè)備、蘇州智能制造研究院薄膜厚度X射線儀等。德國ZEISS專精于光學(xué)鏡頭，也與行業(yè)合作開發(fā)EUV掩模檢測顯微鏡。ZEISS在電子顯微領(lǐng)域也有產(chǎn)品線，如ZEISSSMT部門推出SEM和離子顯微鏡。雖然這些公司規(guī)模不如前述巨頭，但在特定技術(shù)上不可或缺。Nova測量儀器(NovaLtd.):以色列公司，專注于光學(xué)計(jì)量(OCD散射計(jì)量)和X射線膜厚儀。Nova憑借其光散射計(jì)量軟件和硬件，在全球薄膜厚度和復(fù)雜形貌測量市場占據(jù)重要地位。Nova的集成計(jì)量(IM)工具可以直接安裝在工藝設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)實(shí)時測量。Nova公司雖小，但在OCD領(lǐng)域市占率很高，扮演大廠產(chǎn)品線的有益補(bǔ)充。Nanometrics合并而成(2019年)。Onto主營OCD計(jì)量、缺陷檢測和封裝檢查。其AtlasOCD設(shè)備在先進(jìn)工藝量測中與KLA競爭，據(jù)分析，Onto憑借軟件優(yōu)勢贏得了部分新技術(shù)(如GAA晶體管)的訂單。此外，Onto的封裝檢測設(shè)備在高端存儲封裝中應(yīng)用廣泛。作為新興整合公司，Onto正逐步擴(kuò)大市場份額，是值得關(guān)注的后起之秀。Camtek:以色列公司，AOI檢測專家。Camtek起家于PCB/封裝AOI,后來拓展到晶圓表面檢測和凸點(diǎn)(bump)檢測。Camtek的AOl設(shè)備在先進(jìn)封裝產(chǎn)線應(yīng)用較多，可以高速檢查晶圓凸點(diǎn)陣列的缺陷、共面性等。隨著Chiplet封裝興起，Camtek業(yè)務(wù)有所增長。雖然規(guī)模不大，但其專注封裝檢測，占據(jù)該細(xì)分重要市場份額。KohYoung:韓國公司，全球錫膏檢測(SPI)和SMT焊點(diǎn)AOI領(lǐng)導(dǎo)廠商。近年KohYoung將3DAOIPackaging的3D檢測設(shè)備。它的強(qiáng)項(xiàng)是高速3D成像和精準(zhǔn)測量，在BGA焊球檢測等方面有獨(dú)到技術(shù)。作為韓國企業(yè)，KohYoung也在中國市場積極開拓，服務(wù)很多封測廠。NordsonCorporation:美國Nordson旗下有測試與檢測部門(NordsonTest&Inspection),產(chǎn)品包括DAGEX-ray檢測系統(tǒng)、YESTECHAOl系統(tǒng)等。Nordson通過并購集成了多項(xiàng)PCB/半導(dǎo)體檢測技術(shù)。其DAGEX光機(jī)在半導(dǎo)體封裝失效分析領(lǐng)域很有名，能夠檢測焊點(diǎn)空洞、鍵合線斷裂等。Nordson的AOI則適用于封裝載板等。這家公司體現(xiàn)了跨領(lǐng)域整合路線，將不同檢測技術(shù)組合為一體。Bruker:美國Bruker公司在半導(dǎo)體領(lǐng)域提供X射線分析儀、原子力顯微鏡等。Bruker的XRF(X射線熒光)儀器用于半導(dǎo)體膜厚和成分測量，AFM用于表面計(jì)量。Bruker還涉足半導(dǎo)體X射線CT,提供高分辨3DX射線用于先進(jìn)封裝質(zhì)量控制。其特色是在材料分析儀器基礎(chǔ)上針對半導(dǎo)體需求做優(yōu)化。上述企業(yè)之外，還有許多專業(yè)化公司，如德國aixACCT做四探針測量、美國CDEMetrology做電容膜厚計(jì)等。在更廣泛范疇，還包括為檢測設(shè)備提供關(guān)鍵部件的公司，如美國Cymer提供激光光源(KLA部分掃描儀用的DUV激光器),日本Hamamatsu提供光電傳感器等。總體而言，國際檢測設(shè)備市場集中度高，KLA處于絕對領(lǐng)先地位，其后的幾家公司(如日立、應(yīng)用材料、ASML等)瓜分余下市場。關(guān)鍵計(jì)量子領(lǐng)域往往由2-3家主導(dǎo)，如CD-SEM領(lǐng)域日立、應(yīng)用材料雙雄；ATE領(lǐng)域泰瑞達(dá)、愛德萬共握80%市場。但是新技術(shù)浪潮也不斷催生黑馬，如Lasertec憑EUV崛起、Onto創(chuàng)新通過并購整合發(fā)力。這些國外企業(yè)通常擁有深厚的技術(shù)積累和全球化服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，占據(jù)高端市場；然而，它們也時刻關(guān)注新趨勢以調(diào)整策略。隨著半導(dǎo)體技術(shù)范式改變，未來國際格局可能出現(xiàn)微妙變化，新進(jìn)入者和細(xì)分領(lǐng)軍者有機(jī)會分得一杯羹。但可以預(yù)見的是，在可見的將來，國際巨頭仍將掌握核心檢測技術(shù)的主動權(quán)，而中國等后來者需要在特定領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)差異化突破與追趕。技術(shù)拓展到半導(dǎo)體先進(jìn)封裝，推出針對WaferLevel蘇州智能制造研究院5產(chǎn)業(yè)政策與標(biāo)準(zhǔn)5.1中國地區(qū)產(chǎn)業(yè)政策中國政府高度重視半導(dǎo)體檢測設(shè)備行業(yè)的發(fā)展，通過政策法規(guī)、資金支持、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等手段，為產(chǎn)業(yè)營造良好環(huán)境并推動本土化進(jìn)程。國家政策法規(guī)的影響：早在2014年國務(wù)院發(fā)布的《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》中，就明確將集成電路裝備(含檢測設(shè)備)列為重點(diǎn)支持方向。隨后“十三五”、“十四五”規(guī)劃持續(xù)強(qiáng)調(diào)芯片裝備自主可控。2020年8月，國務(wù)院頒布《關(guān)于促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》,提出對28nm及以下制程線生產(chǎn)企業(yè)免征10年企業(yè)所得稅等優(yōu)惠。這實(shí)際上涵蓋了配套設(shè)備企業(yè)：只要為先進(jìn)制程生產(chǎn)提供關(guān)鍵設(shè)備，也可享受相應(yīng)稅收優(yōu)惠。此外，《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》中也將半導(dǎo)體設(shè)備列為鼓勵類，允許更多外資技術(shù)進(jìn)入合作?？傮w而言，國家層面政策為半導(dǎo)體設(shè)備行業(yè)提供了稅收、用地、進(jìn)出口等多方位支持，為企業(yè)減負(fù)增效。例如，中微公司在科創(chuàng)板招股書中披露，其享受了高新技術(shù)企業(yè)稅收優(yōu)惠和研發(fā)加計(jì)扣除等，大幅降低了運(yùn)營成本。政策層面的明確支持增強(qiáng)了投資者信心，引導(dǎo)社會資金流入該領(lǐng)域。政府資金和產(chǎn)業(yè)基金：上一節(jié)提到的“國家大基金”(2014-2019)投資了北方華創(chuàng)、中微公司等，使其快速成長。第二期大基金(2019啟動，規(guī)模2000億元)持續(xù)加碼裝備和材料領(lǐng)域。2024年啟動的第三期大基金更是達(dá)到3440億元。除了國家級基金，各地政府成立了逾15支地方集成電路基金，總規(guī)模約250億美元，用于扶持本地半導(dǎo)體項(xiàng)目。政策疊加資金的作用，使得很多初創(chuàng)公司在孵化期就獲得資本支持，不像過去只能依賴民間力量。這極大加速了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。當(dāng)然，資金熱潮也導(dǎo)致一定程度的重復(fù)投資風(fēng)險，政府目前也在強(qiáng)調(diào)基金運(yùn)作的專業(yè)性和審慎性，以避免浪費(fèi)?？蒲泻腿瞬耪撸赫ㄟ^重大專項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等形式，支持檢測設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。例如“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”專項(xiàng)中，就包括了光學(xué)曝光系統(tǒng)、測量儀等課題，一些高校和企業(yè)聯(lián)合承擔(dān)攻關(guān)任務(wù)。中科院、清華、北大等科研機(jī)構(gòu)在檢測計(jì)量領(lǐng)域的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目也逐年增加，為行業(yè)培養(yǎng)人才和產(chǎn)出專利。各地產(chǎn)業(yè)園區(qū)出臺人才引進(jìn)政策，對高層次人才給予住房、補(bǔ)貼。在蘇州工業(yè)園區(qū)、西安等半導(dǎo)體基地，都設(shè)有檢測設(shè)備研發(fā)中心或中試線，為中小企業(yè)提供共享實(shí)驗(yàn)條件。這些舉措緩解了企業(yè)早期研發(fā)資源不足的問題。標(biāo)準(zhǔn)和合規(guī)要求：半導(dǎo)體設(shè)備本身高度國際化，中國企業(yè)在開拓市場時需要滿足各種標(biāo)準(zhǔn)。國際上由SEMI組織制定的半導(dǎo)體設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)(如SEMIS2安全標(biāo)準(zhǔn))已為各國廠商普遍遵循。中國制造的檢測設(shè)備若要進(jìn)入主流晶圓廠，也必須通過SEMIS2等評估，以確保在安全、互聯(lián)兼容方面符合要求。因此，中國檢測設(shè)備廠商通常積極參加SEMI中國組織的標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)和認(rèn)證，有的還加入SEMI標(biāo)準(zhǔn)制定委員會，為制定規(guī)則發(fā)聲。目前在專業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面，中國更多是采用國際標(biāo)準(zhǔn)，但在術(shù)語和測試方法上也逐漸輸出中國建議。2023年發(fā)布的《質(zhì)量強(qiáng)國建設(shè)綱要》特別提出提升檢驗(yàn)檢測等科技服務(wù)能力，開展高端計(jì)量儀器、檢驗(yàn)檢測設(shè)備的研制和驗(yàn)證。這表明國家在宏觀戰(zhàn)略上將高端半導(dǎo)體檢測儀器視作提升國家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵之一。與此同時，由國內(nèi)單位主導(dǎo)制定國際標(biāo)準(zhǔn)也取得突破。例如中科大牽頭制定的半導(dǎo)體線寬測量首個ISO國際標(biāo)準(zhǔn)(基于測長掃描電鏡的CD測量方法)于2023年正式發(fā)布。填補(bǔ)了該領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)空白。這有助于提高我國在半導(dǎo)體計(jì)量國際標(biāo)準(zhǔn)化中的話語權(quán)。環(huán)境和產(chǎn)業(yè)鏈：政策也關(guān)注環(huán)保、安全等因素。例如國家推行的安全生產(chǎn)規(guī)范，對設(shè)備的安全聯(lián)鎖、應(yīng)急停機(jī)等提出要求。地方對粉塵、化學(xué)品排放有規(guī)定，設(shè)備設(shè)計(jì)需考慮。還有產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同政策，如鼓勵芯片制造企業(yè)采購國產(chǎn)裝備給予補(bǔ)貼。這種以購代建模式，在長江存儲等項(xiàng)目上已有實(shí)踐——政府對使用國產(chǎn)設(shè)備的芯片廠按設(shè)備價一定比例獎勵，提高其采用國產(chǎn)的積極性。此舉對檢測設(shè)備推向市場很有幫助。綜上，中國的產(chǎn)業(yè)政策為半導(dǎo)體檢測行業(yè)提供了全方位的支持，從稅收優(yōu)惠、專項(xiàng)資金到標(biāo)準(zhǔn)指引，形成了“政產(chǎn)學(xué)研用”合力推進(jìn)的局面。政策之手在中國模式中扮演重要角色，既推動了行業(yè)快速起步，也在一定程度上避免市場失靈。總體而言，在強(qiáng)有力的政策引導(dǎo)下，中國半導(dǎo)體檢測設(shè)備行業(yè)已經(jīng)走上快車道，正朝著自主可控、全面發(fā)展的目標(biāo)邁進(jìn)。5.2國際標(biāo)準(zhǔn)與貿(mào)易政策國際標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)組織：半導(dǎo)體檢測領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)主要由ISO和SEMI、IEC、IEEE等制定：·ISO(國際標(biāo)準(zhǔn)化組織):關(guān)注檢測方法和計(jì)量基準(zhǔn)。例如前文提到