半导体检测和量测设备研发，德州仪器TI检测和量测设备

随着半导体行业发展渐深，检测和量测设备也逐渐跟上步伐，行业发展可分为两个阶段。第一阶段是对灵敏度和可重复性要求不断提升，随之而来的，是监控晶圆成本的上升；第二阶段是对可靠性和易用性上提出需求，与此同时，芯片制造商对于性价比的追求，压力不断回传至制造商。展望未来，两种设备拥有以下发展趋势：量测设备：薄膜测量已从简单的单层厚度测量发展到多层厚度和折射率测量，同时薄膜质量和化学计量已变得和薄膜厚度控制一样重要，随着晶圆尺寸增加，行业对其经济效益、精度和系统对系统匹配上提出更多要求，未来趋势是监测加工腔内加工参数，而不是薄膜特性，此外，因分辨率高、速度低、点扫描等特性，而只能活跃在研究领域的电子显微镜，也已开始在特定缺陷检查中应用，如测量光刻胶中线空间阵列的临界尺寸；检测设备：从300mm晶圆，再到越来越逼近极限的制程节点，对检测系统灵敏度、吞吐量、可重复性和自动化等指标要求早已不同往日，伴随临界尺寸逐渐缩小，灵敏度要求只会越来越高，与之相对的是，高灵敏度检测成本极高，这是行业不得不面对的现实[10]。未来，新器件结构（GAAFET）、新材料（石墨烯、碳纳米管、二硫化钼等）、新芯片形态（神经拟态计算）等都会为检测设备带来更多难题，而机器学习、深度学习、亚波长成像技术是潜在的颠覆性技术。半导体检测和量测设备研发难度高，投入大，但市场空间不如中下游集成电路或芯片那般大，且增速较为平稳。数据显示，全球半导体量测设备将从2021年的73亿美元提升至2031年的133亿美元，年复合增长率6.2%，同时这一领域全球集中度极高，科磊半导体（KLA）、应用材料（Applied Materials）、日立（Hitachi）三家全球市场占比分别为50.8%、11.5%、8.9%。我国半导体检测与量测设备国产化率极低，2020年我国半导体检测和量测设备国产化率约为2%，科磊半导体、应用材料、日立三家公司分别占据我国检测和量测设备市场的54.8%、9.0%、7.1%。而我国整体市场占全球市场约27.4%，根据推算，2023年我国检测和量测设备市场规模能够达到326亿元。