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半导体检测设备
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张俊雅·头豹分析师
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行业定义
半导体设备可分为前道设备(晶圆制造)和后道设备(封装与测试)两大类。前道设备涉及硅片加工、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光、金属化等工艺,所对应的核心专用设备包括硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备、量/检测设备等。后道设备则包括封装设备和测试设备,同时后道先进封装工艺也会用到部分前道设备。半导体检测设备为集成电路生产过程中的核心设备之一,贯穿于集成电路生产的全过程,是保证芯片生产良品率的关键。
AI访谈
行业分类
按照工艺的分类方式,半导体检测设备可分为检测和量测两大环节;按照工序的分类方式,半导体检测设备可分为前道量检测设备和后道检测设备。
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行业特征
全球半导体行业呈现强周期性,全球半导体行业有望在2024年迎来复苏,半导体检测设备需求量预计在2024年下半年开始逐步提升;在晶圆制造设备中,半导体检测设备价值量占比约为11%,显著高于清洗、CMP、涂胶显影、离子注入设备等;全球半导体设备市场高度集中,中国半导体设备国产化进程仍处于早期阶段,中国半导体检测设备国产化率仅为5%。
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发展历程

半导体检测设备行业

目前已达到 3个阶段
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半导体检测设备行业规模
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政策梳理
半导体检测设备行业
相关政策 5篇
AI访谈
竞争格局
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摘要
半导体检测设备是集成电路生产的核心,贯穿生产全过程。预计2024年下半年市场将复苏,因全球半导体行业周期性波动及晶圆厂资本开支上调。中国半导体设备国产化率虽低,但增长迅速,预计2025年达50%。检测设备在晶圆制造设备中价值占比约11%,市场规模持续增长。未来变化受晶圆厂产能提升、高阶封装技术掌握等因素驱动,将拉动检测设备采购量提升。
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半导体检测设备行业通常将设备分为前道量测设备和后道测试设备。前道量测设备主要用于晶圆加工环节,通过物理性检测手段,如光学和电子束技术,来检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否达标或存在缺陷。而后道测试设备则主要用于封装测试环节,通过电性能检测手段,如电路测试技术,来验证芯片的性能是否符合要求。 这两类设备的主要区别在于其工作原理、检测环节、检测技术和设备类型。前道量测设备注重过程工艺监控,而后道测试设备则更侧重于产品质量监控。这种分类有助于明确不同设备在半导体制造过程中的作用,确保芯片生产的良品率。
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半导体设备可分为前道设备(晶圆制造)和后道设备(封装与测试)两大类。前道设备涉及硅片加工、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、清洗、抛光、金属化等工艺,所对应的核心专用设备包括硅片加工设备、光刻设备、刻蚀设备、清洗设备、离子注入设备、薄膜沉积设备、机械抛光设备、量/检测设备等。后道设备则包括封装设备和测试设备,同时后道先进封装工艺也会用到部分前道设备。半导体检测设备为集成电路生产过程中的核心设备之一,贯穿于集成电路生产的全过程,是保证芯片生产良品率的关键。
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在半导体检测设备行业中,最主流的分类标准是按照设备在半导体制造流程中的应用环节和功能进行划分。根据这一标准,半导体检测设备可分为前道检测设备(量检测设备)和后道检测设备(测试设备)两大类。 前道检测设备主要用于晶圆加工环节,包括量测类和缺陷检测类设备。这些设备通过物理性检测,检查每一步制造工艺后晶圆产品的加工参数是否达到设计要求,以及晶圆表面是否存在影响良率的缺陷。前道检测设备的技术壁垒较高,所需设备种类多,单机设备价格通常较高,且不同功能设备价格差异大。典型的前道检测设备包括膜厚量测设备、关键尺寸量测设备、光刻校准量测设备和图形缺陷检测设备等。 后道检测设备则主要用于晶圆加工之后的封装测试环节,包括分选机、测试机和探针台等。这些设备通过电性能检测,检查芯片的性能是否符合要求。后道测试设备的应用广泛,用于采集、存储和分析数据,贯穿集成电路制造的各环节。其中,测试机应用最为广泛,探针台和分选机则主要用于被测晶圆/芯片与测试机功能模块的连接。 总体而言,前道检测设备注重物理性检测,技术壁垒高,设备价格昂贵;而后道检测设备则注重电性能检测,应用广泛,设备价格相对较为亲民。这两类设备在半导体制造过程中各自发挥着不可替代的作用,共同保障着半导体产品的质量和良率。
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按照工艺的分类方式,半导体检测设备可分为检测量测两大环节;按照工序的分类方式,半导体检测设备可分为前道量检测设备后道检测设备
晶圆检测设备基于工艺的分类
半导体检测设备分类
半导体检测设备
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。
半导体量测设备
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。
半导体检测设备基于工序的分类
半导体检测设备分类
前道量检测设备
前道量检测主要应用于晶圆加工环节,目前主要以厂内产线在线监控为主
后道检测设备
后道检测主要应用于晶圆加工后的芯片电性测试及功能性测试,目前主要以厂内产线在线监控及第三方测试为主。
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1:中科飞测招股书
行业特征
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在分析中国半导体检测设备行业特征时,我将从商业模式、竞争环境和发展前景这三个重要维度进行阐述,并结合相关数据加以论证。 一、商业模式 中国半导体检测设备行业的商业模式主要围绕设备销售、技术支持与服务和系统集成展开。设备销售是行业的主要收入来源,随着半导体制造工艺的不断提升,高精度、高效率的检测设备需求持续增长。同时,由于半导体制造过程的复杂性和专业性,技术支持与服务也成为行业不可或缺的一环。此外,一些领先的设备供应商还提供系统集成服务,帮助客户建立完整的测量系统,提高测量效率和质量。 数据来源:根据市场调研机构发布的报告,中国半导体检测设备市场规模持续增长,其中设备销售占比最大,技术支持与服务以及系统集成业务也在稳步增长。 二、竞争环境 中国半导体检测设备行业的竞争环境呈现出多元化、国际化的特点。国际市场上,几家跨国企业凭借其先进的技术实力、丰富的产品线和完善的销售网络占据主导地位。然而,随着国内企业技术水平的提升和市场拓展,国内企业逐渐崭露头角,与国际企业展开激烈竞争。国内企业在技术研发、产品创新、市场拓展等方面取得了显著成绩,一些企业已经具备了在某些关键技术领域的自主研发能力。 数据来源:根据行业报告和统计数据,中国半导体检测设备行业的竞争格局正在发生变化,国内企业的市场份额逐年提升,与国际企业的差距逐渐缩小。 三、发展前景 中国半导体检测设备行业的发展前景广阔。随着全球电子信息产业的快速发展,半导体产品的应用领域不断拓宽,市场需求持续增长。特别是在新能源汽车、5G通信、人工智能等新兴领域的推动下,半导体检测设备的需求呈现出爆发式增长。同时,随着半导体制造厂商对产品质量和可靠性的要求不断提高,也进一步推动了半导体检测设备市场的扩大。 数据来源:根据市场调研机构发布的预测报告,未来几年中国半导体检测设备市场将保持高速增长态势,市场规模有望进一步扩大。同时,随着技术的不断进步和市场的不断拓展,行业将迎来更多的发展机遇和挑战。 综上所述,中国半导体检测设备行业在商业模式、竞争环境和发展前景等方面呈现出积极向好的态势。随着技术的不断进步和市场的不断拓展,行业将迎来更多的发展机遇和挑战。
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全球半导体行业呈现强周期性,全球半导体行业有望在2024年迎来复苏,半导体检测设备需求量预计在2024年下半年开始逐步提升;在晶圆制造设备中,半导体检测设备价值量占比约为11%,显著高于清洗、CMP、涂胶显影、离子注入设备等;全球半导体设备市场高度集中,中国半导体设备国产化进程仍处于早期阶段,中国半导体检测设备国产化率仅为5%。
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半导体检测设备或将于2024年下半年迎来复苏
全球半导体行业呈现典型周期性,技术迭代驱动10年长周期,资本开支驱动3-4年短周期。从长周期来看,半导体制造技术大约每10年进行一波迭代,从1965年至今已发展到EUV光刻机为代表的第六代技术,制程节点突破至以台积电最新发布的1.6nm(TSMC A16TM)半导体工艺;从短周期来看,2023年全球半导体行业资本开支同比下降14%156亿美元,下降主要由于芯片需求疲软以及消费和移动设备库存增加,众多半导体公司减少对新设备的投资,以应对市场的不确定性。其中,削减幅度最大的是存储公司,降幅为19%。按此周期计算,全球半导体行业有望在2024年迎来复苏,晶圆厂资本开支有望上调。半导体量/检测设备作为半导体工艺控制环节的重要组成,其需求量预计在2024年下半年开始逐步提升。
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中国半导体检测设备国产化率仅5%,替代空间较大
全球半导体设备市场高度集中,中国半导体设备厂商产品布局方面已涵盖了半导体制造过程中的多个关键环节,但海外龙头厂商仍处于垄断地位,中国国产替代仍处于早期阶段。根据SEMI,2022年中国晶圆厂商半导体设备国产化率明显提升,从21%提升至35%,预计2025年,中国国产化率将会达到50%,并初步摆脱对美国半导体设备的依赖。
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晶圆制造设备中,半导体检测设备价值量占比约为11%
从晶圆厂的资本开支来看,20%-30%用于厂房建设,70%-80%用于设备投资。前道设备(晶圆制造)投资量占半导体设备投资量的约80%,封装和测试设备占比分别约为10%8%。2022年全球晶圆制造设备中,光刻设备、刻蚀设备和薄膜沉积设备价值量占比分别为22%21%21%,而量/检测设备价值量占比约为11%,显著高于清洗、CMP、涂胶显影、离子注入等细分领域设备。
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3:SEMI
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