技术创新和产品创新双重驱动带动检测设备更新升级

技术创新和产品创新双重驱动，带动检测设备更新升级 一、 技术创新和产品创新双重驱动，带动检测设备更新升级 主流技术不断迭代演进，新兴电子产品需求持续拉动。通过LTPO（低温多晶氧化物）、TDDI（触控与显示驱动器集成）、CFOT（偏光片取代）等技术，新型显示器件有效提升刷新率、降低屏幕功耗，拓展应用范围；通过3D堆叠等技术，半导体存储器件向着高速、低功耗、大容量的方向持续发展。在技术创新和产品创新的双重驱动下，新型显示器件检测设备和半导体测试设备不断更新升级。 二、 中国检测和量测设备现状 就国内检测和量测设备现状而言，目前国内整体半导体检测和量测设备市场规模占比全球市场25%左右且保持持续提升趋势，数据显示，2021年我国检测和量测设备规模为29亿美元，同比2020年增长61．1%，增速远高于全球规模，占比全球份额持续提升，但目前国内市场仍主要被国际企业占据主要市场，技术和企业之间适配性待提升。 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、 国产化趋势 整体半导体设备领域存在较高的技术、资金及产业协同等壁垒。与国外企业相比，本土企业进入该领域时间较晚，整体实力和规模与国外竞争对手存在较大差距。然而，经过多年来的不懈追赶，本土企业技术水平迅速提高，检测和量测设备从无到有，中科飞测等国产企业带动量检测设备国产化持续突破，目前在28nm已实现突破并向2Xnm以下节点推进。 在政策和需求的推动下，我国检测设备产业发展迅速，但目前在高端产品领域，国产产品和进口产品还存在一定的差距。国内检验设备相对国外仍处中低端，价格相对低廉，利润较低，限制企业快速发展及开发高端产品，主要是因为国内企业的技术积累相比国外发达国家较为薄弱，这仍需国内企业自身努力及国家政策扶持，促使我国检测设备研发企业技术积累不断雄厚，开发更多具国际竞争力的产品。 虽然我国检测设备行业技术落后，但行业规模已经较大，拥有实验室离心机、天平、热分析仪器、动力测试仪器、真空仪器与装置、电泳仪、铸造测试仪器、应变测量仪、环境试验设备、土工测试仪器、声学仪器、陶瓷检测仪器等多样化的产品，其中一部分产品已达到或接近世界先进水平，质量稳定，少部分高端仪器达到国际先进水平，具有自主知识产权，先后进入欧洲、美洲、非洲、东南亚市场，取得了可喜的成绩。 我国检测设备产业正快速成长，处于进口替代的阶段。随着机械、电子、信息等基础产业的进步，国产检测设备的性能参数等指标与国外产品的差距逐渐缩小，整体技术水平逐渐提高，未来随着整个行业的进一步发展，我国检测设备的市场份额将稳步增长。 国产检测设备与国外相比差距主要体现在两个方面：主要技术指标如设备稳定性、精密度和准确度不足，加大了设备使用的难度，也降低了检测结果的可靠性;在自动化、智能化和成套性方面也与国际同类产品存在显著的差距。 国外先进设备采用了新材料、新技术，实现了高灵敏度、高适应性、高可靠性，并不断地向嵌入式、微型化和网络化方向发展，而国产设备的技术含量不高，发展受困于中低端，核心设备严重地依赖进口。检测设备具有技术密集型特征，想要突破行业发展瓶颈，科技创新是必经之路，目前我国检测设备的自主创新机制存在一些问题，如：研发投入低，高精尖人才供应不足，高校相关专业招生不足、培养体系不完善，同时行业薪酬与信息行业相比差距大，毕业生入行率低。 随着改革开放，国外检测设备企业进入国内市场，且纷纷在中国独资或合资设厂，以本地化的生产来降低成本和贴近用户，提高竞争力;民营企业的大量涌现，从初期的注重数量和成本，逐渐转向对质量和品牌的关注;原有的国企或国企改制的企业以其较好的基础和传统的质量理念，并融人了体制改革的新活力，形成了检测设备行业。但这种现状正在被国外大公司对国内企业的兼并，部分民营企业的做大、做强，部分强势企业的良性发展而逐渐改变，整合和重组是大势所趋。 五、 半导体检测和量测设备概述 检测指在晶圆表面上或电路结构中，检测其是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷；量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。 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、 量测设备细分市场 量测设备细分品类较多。根据数据，2020年半导体检测和量测设备市场各类设备占比中，检测设备包括无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备（可细分为微米级和纳米级）、掩膜检测设备等；量测设备包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备（晶圆介质薄膜量测设备）、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜量测设备等。 八、 智能检测及自动化设备的市场规模 智能检测及自动化行业发展与下游市场如消费电子、平板显示、汽车电子及医疗电子等呈深度绑定关系，行业发展的核心驱动力主要源于传统消费电子产品的升级换代、平板显示行业新产能及新技术路线的投入以及在医疗电子领域的进一步渗透。总体来看，市场前景广阔。 消费电子是智能检测及自动化的第一大应用领域，应用场景包括智能手机、可穿戴产品、平板电脑、可穿戴设备、VR终端及智能家居等。消费电子产品具有加工工艺精细、技术要求高、更新速度快、需要持续创新等特点，使得其生产线亦需要根据产品升级换代而更新。 2020年，消费电子市场已经形成近万亿美元的市场规模。根据西部证券研究机构的预测，2021-2025年消费电子市场规模的复合年均增长率为2．64%，市场规模将达到1．16万亿美元。应用于消费电子领域的智能检测及自动化设备市场需求将稳步增长。 全球平板显示检测行业发展与全球平板显示产业具有较强的联动性，通常会受下游平板显示产业新增产线以及产线升级投资所驱动。在平板显示产业投资方面，中国大陆在2011年以后开始成为全球平板显示行业投资的主要地区，主要包括京东方、天马、华星光电等中国平板显示厂商，以及三星、友达、富士康等韩国和中国台湾地区厂商在中国大陆的模组生产线投资。平板显示行业新产线的扩展为面板显示检测产业提供了基础需求保障。 在新能源汽车和自动驾驶大趋势下，汽车电动化、网联化、智能化方向发展，芯片、模组等电子器件得到越来越广泛的应用，汽车的属性逐渐从传统的机械硬件转向机电一体、软硬结合的产品，汽车电子成为智能检测及自动化应用的又一重点领域，汽车电子市场规模的快速增长将会进一步带动智能检测及自动化的需求。 当前的医疗产业正在不断跨界融合人工智能、物联网、大数据、5G技术等高新技术，使医疗应用逐步迈向智能化，由此带动了医疗电子产业的迅速发展，相应智能测试及自动化在医疗电子领域也得到较广泛的应用。 2020年中国医疗电子产业规模可达688亿元，预计到2023年该产业的市场规模将会达到1，000亿元，智能测试及自动化设备在该领域的市场前景良好。