存储器晶圆测试系统全景调研与发展战略研究一、 检测设备行业发展态势(一)新型显示器件检测设备行业发展态势我国新型显示器件检测设备市场主要企业包括显示器件产业起步较早且发展成熟的韩国企业、日本企业、中国台湾地区企业以及迅速发展的中国大陆地区企业新型显示器件Array制程的检测系统市场仍然由韩国HBTechnology、韩国YangElectronic、韩国DIT、以色列Orbotech、日本VTechnology等境外供应商占据主要份额在Cell制程和Module制程,韩国YWDSP、韩国ANI等境外企业曾是新型显示器件厂商主要设备供应商,近年来以精测电子、华兴源创、凌云光等为代表的中国大陆新型显示器件检测系统生产企业凭借技术自主可控取得快速发展,下游行业的认可度逐渐提升,市场影响力不断增强,在国内市场逐步取得优势地位根据CINNOResearch报告,2021年中国大陆AMOLED行业Array制程检测设备厂商销售额前三位分别为HBTechnology、YangElectronic和DIT,国产化率约为8%;2021年中国大陆AMOLED行业Cell/Module制程检测设备厂商的销售额前三位分别为华兴源创、精测电子和精智达,国产化率已达86%。
二)半导体测试设备行业发展态势全球半导体测试设备行业呈现高度集中的特点美国科天占据前道量测设备市场垄断地位,而在后道测试设备市场占有率较高的领先生产商为泰瑞达、爱德万和科休根据SEMI统计,爱德万、泰瑞达和科休在半导体测试设备市场基于长期积累,仍占据主流,全球份额合计超过90%近年来,国内厂商在后道检测设备领域成果逐步体现,长川科技、华峰测控等国内厂商率先突破功率模拟类测试机、分选机等并形成市场优势地位,但全球市场占比有限,后续空间依然较大此外,由于技术、工艺的相通性,精测电子、华兴源创等国内新型显示器件检测设备厂商也逐渐向半导体测试设备领域延伸发展二、 半导体产业概况半导体器件是利用半导体材料特殊电特性来完成特定功能的电子器件,按照国际通行的半导体器件产品标准,半导体器件可以分为集成电路(IC)和分立器件(O-S-D)根据WSC统计,2020年全球半导体器件销售市场规模为4,404亿美元,同比增长7%;其中,集成电路市场规模为3,613亿美元,逻辑电路和存储器市场规模分别为1,184亿美元和1,175亿美元,分别占集成电路总产值的33%和32%根据WSC统计,中国已经连续多年成为全球最大的半导体销售市场,2020年中国市场占比达到34%,美国、欧洲、日本和其他地区分布为22%、9%、8%和27%。
三、 检测和量测设备竞争格局全球半导体检测和量测设备市场呈现国外设备巨头垄断格局根据数据,全球市场中,2020年科磊半导体市占率超过50%,应用材料、日立、雷泰光电、创新科技等前五大公司合计市场份额占比超过了82.4%,市场集中度较高中国市场中,科磊半导体达到58.4%,呈一家独大格局,前五大公司合计市场份额占比达到78.1%本土企业市场份额较低,其中中科飞测产品主要包括无图形晶圆缺陷检测设备系列、图形晶圆缺陷检测设备系列、三维形貌测量设备系列和薄膜膜厚量测设备系列等产品,已应用于国内28nm及以上制程的集成电路制造产线上海睿励致力于集成电路生产前道工艺检测领域设备研发和生产,产品主要为光学膜厚测量设备和光学缺陷检测设备,以及硅片厚度及翘曲测量设备等上海精测半导体前道检测设备领域,以椭圆偏振技术为核心开发了适用于半导体工业应用的膜厚测量以及光学关键尺寸量测系统的产品,目前中科飞测、精测电子、上海睿励2021年在国内检测量测设备市场份额仅1.9%、0.7%、0.2%KLAInstruments和TencorInstruments相继成立于1976年和1977年,并于1997年合并成立科磊半导体,总部位于美国硅谷。
该公司聚焦于检测设备的研发、生产和销售,其产品线涵盖了质量控制全系列设备根据科磊半导体2022年年报披露显示,其检测和量测设备实现营业收入79.25亿美元,占比企业整体营收86%左右康特科技成立于1987牛,总部位寸以色列米格达勒埃姆克该公司是半导体行业高端检测和量测设备的制造商,其产品应用于前道、先进封装等领域,为众多行业内领先的全球IDM、OSAT和代工厂提供服务根据康特科技2021年年报披露显示,其全年实现营业收入2.70亿美元,其中检测和量测设备营收2.59亿美元,占比96.2%阿斯麦(荷兰)量测业务优势领域在套刻误差测量、电子束检测,应用材料(美国)优势领域也在电子束检测,新星测量仪器(以色列)优势领域在膜厚检测设备,日立(日本)则主要是CD-SEM(关键尺寸量测-电子束)处于行业领先地位,雷泰光电(日本)则聚焦EUV掩模版检测,创新科技(美国)优势在于关键尺寸测量和缺陷检测四、 新型显示器件产业概况显示器件在信息交流中承担了人机交互作用,是信息传输过程中的关键环节按照显示原理的不同,主流的平板显示器件(FPD)可以分为主动发光显示(像素发光,短程成像)、被动发光显示(像素不发光,依靠外部光源)、激光投影显示(像素发光,长程成像)。
其中,被动发光显示主要包括液晶显示(LCD)、电子纸显示(EPD)等,主动发光显示主要包括电致发光显示(EL)、等离子体显示(PDP)、场发射显示(FED)、发光二极管显示(LED)等当前,主动发光显示中的有源矩阵有机发光二极管显示(AMOLED)与被动发光显示中的薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)主导显示器件产业发展;AMOLED工艺持续改进,应用形态快速拓展,技术创新与规模效应带动成本不断下降;TFT-LCD利用工艺成熟,成本低廉,长期保持市场份额,且在新技术加持下不断提升显示性能;与此同时,MiniLED、MicroLED、激光投影显示等技术崭露头角,市场关注度高、技术进步快,多元化的显示技术共同构成了新型显示的范畴新型显示器件行业属于资金和技术密集型行业,围绕新型显示技术发展起来的产业具有投资规模大、技术进步快、辐射范围广、产业集聚度高等特点,目前全球参与竞争主要企业仅十余家,主要集中在中国大陆地区、韩国、中国台湾地区及日本经过多年的追赶和在政府的一系列政策支持下,我国新型显示器件行业迅速发展和提升,改变了全球显示器件产业的格局,成为重要的一极,国际话语权也日益增强根据中国电子信息产业发展研究院报告,截至2020年末,中国大陆已建成6代及以上新型显示器件产线35条,新型显示器件产线总投资达到1.24万亿元,年产能达到2.22亿平方米;2020年度,中国大陆新型显示器件产业营收达到4,460亿元,同比增长20%,增速领跑全球,全球占比40%,产业规模位居全球第一。
五、 半导体测试设备行业发展情况根据SEMI统计,2021年,全球半导体设备销售额相比2020年的712亿美元增长了44%,达到1,026亿美元;中国大陆地区已成为半导体设备的最大市场,销售额增长58%,达到296亿美元;2021年,晶圆制造设备、封装设备、测试设备分别占半导体设备市场的85.6%、6.8%和7.6%半导体测试贯穿整个半导体制造过程,广义上的半导体测试设备包括前道量测设备和后道测试设备前道量测设备包括量测类和缺陷检测类质量控制设备;后道测试设备包括测试机、探针台、探针卡等晶圆测试设备,及测试机、老化修复设备、分选机等封装测试设备根据SEMI统计,2020年,中国大陆半导体测试设备市场规模约为91.4亿元,2015-2020年复合增长率达29.3%;测试机占测试设备市场规模的63.1%;存储器件测试机和SoC(系统级芯片)测试机分别约占测试机品类的44%和23%,是最主要的应用领域六、 全球检测和量测设备现状全球半导体检测和量测设备市场规模来看,随着半导体下游消费电子和PC等需求2020-2021年市场回暖尤其是2021年明显增长,量检测设备全球市场空间持续扩张根据数据,全球市场2020年半导体检测与量测设备市场规模为76.5亿美元,2016-2020年CAGR12.6%,2021年整体半导体产业大增,估计检测和量测设备规模提升明显。
七、 量测设备技术结构量检测设备分为光学和电子束技术路线,其中光学占主流2020年全球半导体检测和量测设备市场中,光学、电子束占比分别为75.2%、18.7%由于下游厂商对量产高速的需求,光学检测技术设备仍然占据了主要的市场份额。