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在半导体设计、制造、封装中的各个环节都要进行反复多次的检测、测试以确保产品质量，从而研发出符合系统要求的器件。 缺陷相关的故障成本影响高昂，从 IC 级别的数十美元，到模块级别的数百美元，乃至应用端级别的数千美元。因此，检测设备从设计验证到整个半导体制造过程都具有无法替代的重要地位。2020 年我国半导体检测设备市场为 176 亿元，预计未来五年预计复合增长率为 14% ， 增速高于全球。
广义上的检测设备分为 前道量检测和后道测试 设备。量检测的对象是工艺过程中的晶圆，测试的对象是工艺完成后的芯片。前道量检测设备 2020 年全球市场为 69 亿美元，我国约 15 亿美元。后道测试设备关注的是在所有晶圆工艺完成后芯片的各种电性功能。 后道测试设备 2020 年全球市场为 62 亿美元，我国约 14 亿美元。
本期的智能内参，我们推荐天风证券的报告《半导体检测设备：从前道到后道》，从前道、后道两大检测板块还原半导体检测行业。
在半导体设计、制造、封装中的各个环节都要进行反复多次的检验、测试以确保产品质量，从而研制开发出符合系统要求的器件。从缺陷相关故障的影响成本从 IC 级别的数十美元，到模块级别的数百美元，乃至应用端级别的数千美元。因此，检测设备从设计验证到整个半导体制造过程都具有无法替代的重要地位。检测设备可以帮助工程师发现、侦测并监控关键的良率偏移，从而加快良率提升并达到更高的产品良率。
检测设备按照其功能和对应的 产业链位置不同， 可以分为前道量检测、后道测试两大类，分别应用于半导体产业链的上游设计验证、中游制程工艺的晶体管结构检测、下游封测芯片的成品终测。无论是前道检测还是后道测试，都是提升芯片良率及质量的关键设备。
前道量检测设备：前道量检测对 象是工艺过程中的晶圆， 它是一种物理性、功能性的测试，用以检测每一步工艺后产品的加工参数是否达到了设计的要求，并且查看晶圆表面上是否存在影响良率的缺陷，确保将加工产线的良率控制在规定的水平之上。
前道量检测包含膜厚量测设备、OCD 关键尺寸量测、CD-SEM 关键尺寸量测、光刻校准量测、图形缺陷检测设备等多种前道量检测设备。由于晶圆制造工艺环节复杂，所需要的检测设备种类较多， 因此也是所有半导体检测赛道中壁垒最高的环节，单机设备的价格比后道测试设备还高，且不同功能设备价格差异也较大。前道量检测设备供应商目前有美国的科磊、应用材料；日本的日立；国内的精测电子、中科飞测、上海睿励等。下游客户为集成电路制造商，包含台积电、中芯国际、长江存储等。
后道测试设备：应用于上游设计、下游封测环节中，目的是检查芯片的性能是否符合要求，是一种电性、功能性的检测，用于 检查芯片是否达 到性能要求。
一、上游设计商需要对流片完的晶圆与芯片样品进行有效性验证， 主要设备为测试机、探针台、分选机，因为作为样品测试所以通常并不会大量采购，但是会与下游封测深度联动，因此绑定集成电路设计商也成为后道测试设备商的壁垒之一。主要下游客户为集成电路设计商，例如：高通、联发科、海思、卓胜微、韦尔等。
二、封测环节主要可以分为：晶圆测试（CP），针对加工完的晶圆，进行电性测试，识别出能够正常工作的芯片，主要设备为测试机和探针台。部分客户为集成电路制造商还有部份第三方的晶圆测试商；成品测试（FT），最后晶圆切割变成芯片后，针对芯片的性能进行最终测试，主要设备为测试机和分选机；下游客户为集成电路封装测试商，包含日月光、通富、长电等。由于半导体终端应用持续攀升，催生出全自动及高性能的后道测试设备，加上集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，封装测试技术达到国际领先水平，后道测试设备迎来重要国产化机遇。后道测试设备供应商目前有美国的泰瑞达、爱德万；国内的精测电子、华峰测控、长川科技等。
超越摩尔领域：模拟/混合信号、RF、MEMS、图像传感、电源等技术可与 CMOS 在各种平面乃至 2.5D、3D 架构中集成。这些集成和其他关键技术使人工智能、物联网和汽车雷达等一系列应用快速增长。
Yole Developpement 数据预计，到 2023 年，超越摩尔市场年增长速度所以晶圆尺寸合计约 7400 万片硅片，复合年增长率约为 3%。但仅考虑最流行的晶圆尺寸（12″、8″和 6″晶圆），到 2023 年，预测将变为 6000 万片，复合年均增长率约为 5%。对于半导体制造商来说，超越摩尔市场已成为半导体需求的重要来源，但这同时意味着 需要新的量检测和测试方法，以适应各种可能影响这些多技术设备产生的故障。
例如，汽车行业的一家主要半导体供应商恩智浦半导体说到：”缺陷相关故障的影响成本从IC 级别的数十美元，到模块级别的数百美元，到汽车应用端级别的数千美元。IC 在当今的汽车中被广泛使用，且未来使用会更多。汽车零部件故障可能导致严重伤害甚至死亡，所以汽车行业服务的零部件制造商使用以每万亿（ppt）的零件损失为测量标准，可见检测设备的需求更甚。
如下图可见，在汽车领域，由于缺陷导致故障而无法使用的产品损失极大，在 1ppm 情况下，大众集团的损失可以达到每年 2.19 亿美元。
新应用需求驱动了制程微缩和三维结构的升级，使得工艺步骤大幅提升， 成熟制程（以45nm 为例）工艺步骤数大约需要 430 道到了先进制程（以 5nm 为例）将会提升至 1250道，工艺步骤将近提升了 3 倍；结构上来看包括 GAAFET、MRAM 等新一代的半导体工艺都是越来越复杂，在数千道制程中，每一道制程的检测皆不能有差错，否则会显著影响芯片的成败。
集成电路产业是国民经济中基础性、关键性和战略性的产业，作为现代信息产业的基础和核心产业之一，在保障等方面发挥着重要的作用，是衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。国家为扶持集成电路行业发展，制定了多项引导政策及目标规划。第一，国家为规范集成电路行业的竞争秩序，加强对集成电路相关知识产权的保护力度，相继出台了《集成电路设计企业及产品认定暂行管理办法》、《集成电路布图设计保护条例》、《集成电路布图设计保护条例实施细则》等法律法规，为集成电路行业的健康发展提供了政策保障。
第二，国家出台了若干优惠政策，从投融资、税收、出口等各个方面鼓励支撑电路行业的发展，具体政策包括《财政部、税务总局、国家发展改革委、工业和信息化部关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》、《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》等，为集成电路企业的发展创造了有利的市场环境。
第三，国家指定了《集成电路产业研究与开发专项资金管理暂行办法》、《国务院关于印发“十三五”国家科技创新规划的通知》等目标规划，将集成电路装备列为国家科技重大专项，积极推进各项政策的实施。国家政策的落地实施为产业发展破解融资瓶颈提供了保障，有力促进集成电路专用设备行业的可持续良性发展。
中国集成电路行业增长迅速，半导体行业重心持续由国际向国内转移。中国半导体产业发展较晚，但凭借着市场容量，中国已成为全球最大的半导体消费国。根据 CSIA 数据，2018年国内集成电路市场规模为 985 亿美元，同比增长 18.53%，2010 年至 2018 年国内集成电路市场复合增长率达到 21.10%，高于全球市场同期年复合增长率，中国已经超过美国、欧洲和日本，成为全球最大的集成电路市场。随着半导体制造技术和成本的变化，半导体产业正在经历第三次产能转移，行业需求中心和产能中心逐步向中国转移。随着产业结构的加快调整，中国集成电路的需求将持续增长。
3. 集成电路产业发展迅速 ，增速高于 GDP 增长， 产品更新换代加速，新型应用领域不断涌现，为技术超车创造机遇
如上图 IC Insights 的调查数据可见，2020 年集成电路增长率为 8% ，远超 GDP 增长，同样，2021 年预计集成电路增长率为超过 10% ，是 GDP 增长率的两倍以上。
作为全球最大的集成电路市场，中国集成电路产业随着 5G、电动汽车等的快速发展持续增长，为半导体测试需求带来增量空间。在国家重大科技专项的支持下，“十二五”期间中国集成电路产业各个环节的整体水平都有了明显提升，国产软硬件在航天、电力、办公应用和移动智能终端等领域实现规模应用，为保障国家信息安全提供了重要支撑。伴随技术革新和产业升级换代的波浪式递进，市场机会窗口不断涌现，每一次的技术升级都为集成电路及其专用设备制造企业带来了发展机会。
当前，以互联网、智能手机为代表的信息产业的第二次浪潮已步入成熟，增速放缓，而以物联网为代表的信息感知及处理正在推动信息产业进入第三次浪潮，物联网已经悄然开始。在物联网智能时代，由于交互模式的改变，智能化产品的多样性必然会更加丰富，对各类信息的采集形成了快速膨胀的数据处理需求，对海量数据的有效处理将成为真正推动集成电路行业发展的核心驱动力。物联网、大数据、人工智能、5G 通信、汽车电子等新型应用市场带来巨量芯片增量需求，为半导体自动化测试系统企业提供更大的市场空间；同时，第三代半导体 GaN 等半导体新技术的出现为国内半导体自动化测试系统企业带来超车国际巨头的新机遇。
近年来，集成电路测试行业发展迅速，根据中国半导体行业协会 IC 设计分会的统计，截至 2019 年 11 月，中国 IC 设计公司达到 1,780 家，比 2018 年的 1,698 家多了82 家，中国的芯片设计公司迎来高速成长。IC 设计行业 2019 年的销售额为 3,063.5亿元，相比 2018 年增长了 21.60%。芯片设计公司的快速增长，使得芯片检测设备的市场需求随之增长。随着国内集成电路产业的快速发展和国产化加速，晶圆制造、芯片设计公司的测试服务需求越来越多，检测设备相关企业将迎来新的发展机遇。
对芯片最显著的改进不仅仅在设计流程中产生，而且在芯片调试和验证流程中反复进行，尤其是在高性能芯片的研制过程中。随着芯片复杂度的提高，对验证测试的要求更加严格，与设计流程的交互更加频繁。随着芯片速度与功能的不断提高，超大规模集成电路尤其是集成多核的芯片系统（SOC）的出现使得芯片迅速投入量产过程难度增加，由此验证测试变得更加必要。目前，开发低成本高效率的全面验证测试策略成为芯片制造商的关注点。能够在早期（如初次样片测试阶段） 全面获取芯片品质鉴定的信息变得至关重要。
早期的检测只是作为 IC 生产中的一个工序存在，被合并在制造业或封装业中。随着集成电路产业分工日益明晰和人们对集成电路品质的重视，再加上技术、成本和知识产权保护等诸多因素，检测目前正成为集成电路产业中一个不可或缺的、专业化的独立行业，作为设计、制造和封装的有力技术支撑，推动了集成电路产业的迅速发展。
在集成电路研制、生产、应用等各个阶段都要进行反复多次的检验、测试来确保产品质量和研制开发出符合系统要求的电路。半导体检测从设计验证到最终测试都不可或缺，贯穿整个半导体制造过程。半导体检测包括设计验证、工艺控制检测、晶圆测试(CP 测试)以及成品测试(FT 测试)。
按照电子系统故障检测中的“十倍法则”，如果一个芯片中的故障没有在芯片测试时发现，则在电路板(PCB)级别发现故障的成本为芯片级别的十倍。因此，检测在半导体产业中扮演着重要角色，且其地位日益凸显。
根据智研咨询和 Gartner,SEMI 数据整理，2020 年检测设备全球市场规模约 131 亿美元，如下图可见。
随着我国半导体产业的不断发。