导言：
目前全球半导体产业正处于迭代升级的关键时期，新技术、新领域不断加速拓展，同时，由于中美贸易战使得中国半导体设备与原材料进口受影响，在如此背景下，紧跟全球半导体发展步伐，加强半导体领域自主研发是保持中国半导体行业持续发展的必然趋势。
中国半导体前道量测设备投资额比例
中国半导体设备投资额构成为：晶圆制造设备占半导体设备总投资的约80%、封装设备占8.0%、测试设备占9.0%、其他设备占2.0%。在晶圆制造设备中，光刻机、薄膜沉积设备、刻蚀设备、量测检测设备是技术难度较高的四类主要设备，分别占晶圆制造设备投资额的21%、22%、20%及11%，剩余26%是氧化加膜设备、清洗设备、离子注入设备、抛光设备等。
前道量测设备占产线投资额比例，中国，2020年
数据来源：沙利文分析
中国半导体前道量测设备的市场规模
2016到2020年中国前道量测市场规模逐年增长，得益于半导体设备行业整体向好，2020年前道量测市场同比2019年增幅较大，达到超100亿元规模。未来随半导体制造技术升级使得晶圆制造对量测检测次数需求增加、晶圆厂购置设备扩产计划等因素对前道量测市场的正面驱动下，预计前道量测市场规模将保持稳步增长趋势，2025年达到超250亿元人民币。
前道量测设备市场可进一步拆分为量测类设备与缺陷检测两种设备，缺陷检测设备市场规模大于量测类设备。2020年中国缺陷检测设备市场规模约为70亿元人民币，量测类设备市场约为40亿元人民币。未来量测类设备与缺陷检测设备市场规模占比将进一步增大，2025年缺陷检测设备市场规模达到超150亿元人民币，量测类设备市场规模达到约90亿元人民币。
同时，前道量测设备市场也可按国产与进口设备进行拆分，2020年前道量测市场国产化率仍处于较低水平，前道量测市场中国产设备市场规模近2亿人民币，国产化率不足2%。未来需突破量测设备制造技术瓶颈，提高国产量测设备检测稳定性，才能使国产量测设备在被进口设备垄断的市场中博得一席之地。
前道量测市场规模（按进口/国产设备划分），中国，2016-2025E
数据来源：沙利文分析
中国半导体前道量测设备市场的主要份额由海外企业占据。以收入计，海外企业在2020年贡献了市场总收入中大约99%的份额。其中科磊、应用材料、日立三家海外企业合计贡献的收入超过市场总收入的70%。
中国半导体前道量测设备市场驱动因素分析
首先，技术升级将带来对量测设备需求的大幅提升。摩尔定律指出芯片上可接纳的元器件数目，每隔18-24个月会增加一倍，性能也将提升一倍，摩尔定律不断推动芯片线宽缩小。目前国际一流晶圆代工厂台积电已经量产5nm芯片，而国内晶圆厂的7nm芯片也处于试产阶段，下一个阶段3nm或2nm芯片技术将会实现。
不断缩小的芯片线宽要求晶圆制造工序重复道数大幅增加，个别制造工序需重复百道以上：例如制造7nm芯片所需的刻蚀步骤达140道，较14nm芯片提升了115%。由于晶圆的尺寸、电阻等性能会在工序叠加时产生变化，需在关键工序后进行检测，以对晶圆制造过程进行控制，因此大幅增加的工序会直接导致检测次数的增加，提升晶圆厂对前道量测设备的需求。
其次，晶圆厂扩产潮也将带来对半导体设备的增量需求。各地晶圆代工厂满载但全球仍处于晶圆制造产能吃紧的状态，因此各地晶圆代工厂纷纷开始建厂扩产，全球半导体即将迎来扩产潮。全球半导体厂商预计将在2021-2022年开始新建超过29座新的高产能晶圆厂，其中中国将占据16座晶圆厂。此外，现有晶圆厂也有增加晶圆产线的计划，2021到2025年间国内晶圆厂计划增加超过23条新产线，多数为12英寸晶圆产线。新晶圆厂的建设与新增晶圆产线将释放大量对半导体设备的增量需求。
中国半导体前道量测设备市场发展趋势
沙利文预计半导体量测设备中缺陷检测设备占比将提升：因为芯片属于高精度产品，直径精细至纳米量级，因此在晶圆制造过程中需使用大量量测检测手段跟踪芯片制造中的各种性能参数。前道量测与缺陷检测设备两者间的占比受产线更新换代、制程提高影响较小，主要的影响因素是芯片产品类型变化，逻辑类芯片与存储类芯片产线在量测、检测设备配置上有所不同，存储类芯片对检测设备的需求超过逻辑类芯片。原因为：第一，在量测次数需求相似的情况下，对存储类芯片的缺陷检测较逻辑类芯片更多；第二，存储类芯片产线的产能较逻辑类芯片高，逻辑类芯片月产能约为3-5万片/产线，存储类芯片月产能约为8-10万片/产线，存储类芯片产线需要购置的设备数量及设备投资整体高于逻辑类芯片。
过去几年中国在芯片产品上以生产高利润的逻辑类芯片为主，随5G、AI等新型技术发展，全球对存储类芯片需求快速增长，未来中国芯片产线也将迎合市场需求，产品结构向存储类芯片侧重。芯片产品结构的变化将引发前道量测设备结构的变化，缺陷检测设备占比将小幅上升。
第二，部分领域国产设备替代提升，但是部分高技术领域预期仍将由进口设备主导
中国是世界第一大半导体消费国，而产业链各环却高度依赖进口，中美贸易战加剧了中国半导体产业设备国产率低的问题。虽然目前国产半导体设备市占率较低，主要依赖进口设备，但得益于2020年、2021年国家有关半导体行业对芯片制造设备关键技术攻坚的扶持以及下游中芯国际、长江储存等晶圆厂扩产能需求推动，国产半导体设备技术及设备产量已有所提升。目前已有一批国产半导体设备公司在刻蚀、测试等多个领域取得突破，获得大型芯片制造企业的认可和使用，例如北方华创的硅刻蚀、PVD，长川科技与华峰测控的测试机等。半导体设备国产替代率提升是中国完善半导体产业，打造完整半导体产业链的必然趋势。
