半导体检测设备行业报告：冲云破雾的检测设备（50页）

行业报告下载 2019年08月02日 06:20 管理员

测试复杂度升级，高端需求旺盛带动市场。半导体芯片中晶体管的特征尺寸每年都在减小，这也导致晶体管的密度每年大约增长 20%，这使得芯片内部模块变得越来越难测，测试的复杂度在逐渐升级。同时随着芯片封装技术逐渐向高密度、高速度的发展，成品测试也变得逐渐复杂，测试的成本在逐渐升高。 2018-2020 年国内检测设备需求估计超 800 亿元。从 2017 年开始，国内存储器和逻辑芯片产能不断释放，目前在建和拟建晶圆厂项目总投资金额近万亿元规模。根据 SEMI 估算，2018-2020 年国内半导体制造设备投资额为 1550、1604、1702 亿元，按照历史经验检测设备占总设备 17%（晶圆检测 9%，过程工艺控制 8%）的比例进行测算，2018-2020 年国内晶圆厂检测对应的半导体检测设备需求分别为 264、273、289 亿元，随着测试成本占比逐年升高，实际需求有望在此基础上继续突破。

缺陷贯穿生产过程，未及时修正则导致最终失效。集成电路的设计、加工、制造以及生产过程中，各种各样人为、非人为因素导致错误难以避免，造成的资源浪费、危险事故等代价更是难以估量。设计的漏洞、布局布线的失误、工作条件的差异、原料的纯度不足和存在缺陷以及机器设备的误操作等造成的错误，都是导致电路产生缺陷最终失效的原因。测试成为贯穿于集成电路设计、制造、生产中的、保证芯片质量的重要环节。

测试环节覆盖生产全过程，保证芯片符合规格。以 IC 测试为例，IC 从设计到失效整个寿命中所经历的测试主要有设计验证、工艺监控测试、晶圆测试、最终测试、可靠性测试、用户测试。其中前四个发生在制造过程中，设计验证在批量生产前进行，最终测试在芯片封装后进行，所有测试目的是保证芯片符合规格，尽量避免损失升级。

设计验证主要检测芯片样品功能设计，在生产前进行。设计验证针对的是芯片样品，主要工作是检测芯片设计的功能是否能够达到客户要求，在检测过程中会对芯片样品逐一检查，只有通过设计验证的产品型号才会开始进入量产，由于其发生在芯片制造最早环节，性价比相对最高，可为芯片批量制造指明接下来的方向。设计验证过程中需要使用全部半导体测试设备。由于设计验证的特殊功能定位，其过程包括了整个芯片的制造流程，所需测试设备也包含了过程工艺检测过程中的光学设备等、晶圆检测中的探针台等以及最终检测过程中的分选机、测试机等。经过设计验证的产品型号才会开始进入量产，我们将在后面量产测试环节中对不同测试设备技术及市场进行逐一介绍，在此不一一赘述。

顾名思义，过程工艺控制应用于晶圆制造的全过程。在晶圆的制造过程中，包括离子注入、抛光、刻蚀等几乎任意一个环节都会由于技术不精确或外在环境污染等而形成缺陷，从而导致芯片最终失效。主要检测的指标包括膜厚、表面缺陷、关键尺寸等。例如整个晶圆的制造工艺便是不断的成膜工艺，在硅片表面形成不同的膜，膜厚便是膜的关键质量参数，针对不同种类薄膜测试参数也不尽相同，例如对于不透明膜的测量便使用四探针来测量方块电阻来计算膜厚，针对透明膜便主要依据光学测试进行测量。

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