前 言
半导体量检测设备是芯片良率的重要保障，在行业内被认为是除光刻机之外的最难攻克环节，识别精度约0.5um，接近光学成像的极限。本文将从膜厚量测设备入手，走进半导体前道量检测行业。
一、行业概况
1. 量/检测设备简介
半导体过程控制量/检测设备是集成电路制造过程中的核心设备之一，在生产中监测、识别、定位、分析工艺缺陷，对晶圆厂及时发现问题、改善工艺、提高良率起到至关重要的作用。半导体量/检测设备根据工艺可细分为检测和量测两大环节：
1) 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;
2) 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。
集成电路制造过程步骤繁多，工艺极其复杂，仅在集成电路前道制程中就有数百道工序。因此每一道工序的良品率都要保持在几乎 “零缺陷” 的极高水平才能保证最终芯片的良品率。半导体量/检测设备就是保证芯片生产良品率的关键，贯穿了半导体制造全流程。
2. 量测设备简介
半导体量测设备主要分为四大类：三维形貌量测、薄膜膜厚量测、套刻精度量测、关键尺寸量测。
3. 膜厚量测设备简介
1) 概况：
图2：具有多层膜的集成电路结构及光学膜厚测量原理
资料来源：国金证券研究所
2) 核心技术壁垒：
二、产业链情况
膜厚量测设备是半导体过程控制量/检测设备的一种，属于前道检测设备，在晶圆制造的整个环节中处于产业链中游，主要服务晶圆厂等客户。产业链上游是芯片的设计验证，下游则是封装测试环节。
图3 膜厚量测设备产业链图
三、市场空间
根据SEMI、VLSI Research、QY Research等行业数据统计，膜厚量测设备（晶圆介质薄膜量测设备+晶圆金属薄膜量测设备）占半导体量检测市场份额的3.5%；
通过比例测算，2022年膜厚量测设备全球市场规模约4.8亿美元，中国市场规模约1.3亿美元。
表4 2022-2024E 全球及中国大陆各细分半导体量检测设备市场规模(亿美元)
资料来源：SEMI、VLSI Research、QY Research、中商产业研究院、安信证券研究中心
四、竞争格局
1. 国际厂商
目前，全球半导体检测和量测设备市场呈现国外设备企业垄断的格局。在膜厚量测设备领域，市场主要由美国KLA、Onto Innovation、Fisher和匈牙利Semilab主导，合计占比超过90%。
2. 国内厂商
五、永鑫观点
检测设备能够控制良率、提高效率、降低成本，在半导体产业中占据重要地位。其中前道量检测设备国产化率低，国内目前头部企业有中科飞测、上海睿励等，并有诸多新兴企业正在布局相关领域。
膜厚量测设备是量检测设备中难度壁垒相对较低的领域。虽然市场规模不大，但是国产化率极低，容易获得市场的率先认可，是国内企业打开量检测设备市场的重要战略环节，值得投资界的广泛持续关注。
永鑫深入布局半导体行业，已投资半导体相关企业30余家，涵盖IC设计、半导体设备、半导体耗材、半导体服务、芯片测试、先进封装、碳化硅晶圆厂等。在中美博弈的大背景下，半导体作为中国自主可控的长期发展战略，在十年内都是主流发展赛道。未来，永鑫会继续关注半导体行业技术创新型企业，如IC设计、EDA软件、半导体核心材料、半导体设备、半导体耗材等。
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