失效分析 赵工 半导体工程师 2025年03月22日 10:41 北京李宗瑞快播

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半导体检测开辟是半导体产业迫切的开辟之一

半导体检测开辟半导体产业迫切的开辟之一。在半导体联想、制造、封装中的各个秩序齐要进行反复屡次的辅导、测试以确保产物性量，从而研制开发出顺应系统要求的器件。由于颓势关联的故障成本影响腾贵，从IC级别的数十好意思元，到模块级别的数百好意思元，乃至应用端级别的数千好意思元。因此检测开辟从联想考证到统共半导体制造历程齐具有无法替代的迫切地位。稀有据显露，2023年我国半导体开辟阛阓范畴为2190亿元。其中仅测试开辟就占据9%的阛阓份额。

数据开头：公开数据，不雅研天下整理

连年来，跟着东谈主工智能、物联网等新兴技艺的快速发展，半导体开辟行业迎来了新的发展机遇，阛阓范畴抓续扩大。2019-2023年时期，我国半导体开辟阛阓范畴总体呈增长态势，由968亿元增长到2190亿元。在此配景下，行为半导体产业迫切的开辟之一，受益于半导体开辟阛阓的快速发展，我国半导体检测开辟也赢得了较大的发展。

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02

阛阓增长势头强劲,范畴呈现稳步增长

半导体检测开辟是用于检测半导体材料、芯片、封装等各个秩序的开辟，关于确保半导体产物的质地和性能至关迫切，包括椭偏仪、原子力显微镜、热波系统、扫描电子显微镜、分选机、探针台、SoC测试机等。

半导体检测开辟主要产物：

椭偏仪

主要通过辐照激光，在样本中经反射会产生椭圆，通过椭圆来计较薄膜厚度。

四探针

凭证薄膜厚度与两头电阻之间的对应关系，通过测量电阻率来计较萍膜厚度。

原子力显微镜

行使细小的机械探针扫描被征询样品的名义，并通过探针与样品之间的相互作用劲来生成高分辨率的名义描写图像。

热波系统

通过测量聚焦在硅片上消失点的两束激光在硅片名义反射率的变化量来计较杂质粒子的注入浓度。

干系探伤显微镜

行使干系光的插手旨趣，将干系光的相位差转念为光程差。

光学显微镜

行使光学的反射或散射来检测晶圆名义颓势。

扫描电子显微镜

通过百万倍数的放大效果，检测尺寸和名义颓势，放大效果好于光学显微镜，可是检测着力较慢。

分选机

用于将待检测的芯片自动传送至测试工位，并在测试终端后，凭证测试松手将检测过的芯片进行标识、分类、收料。

探针台

配备有细小的探针，不错在晶圆名义上进行精准的电气斗殴，可用于匡助测试东谈主员通过测试仪器测量芯片的各式参数，也可对芯片进行细小的休养，以便优化电性能和品性。

SoC测试机

SoC（System on Chip）是一种将多个功能单位集成在一个芯片上的技艺，SoC测试机不错测试CPU、GPU、ASIC、DSP、MCU、显露驱动芯片等对象的性能。

存储测试机

广义的模拟测试机大类除包含狭义的模拟测试机外，还包含功数模羼杂测试机。它可用于测试放大器、电源芯片、部分AD/DA芯片等万般对象的电流、电压、电阻等参数

分立器件测试机

指对MOS管、二极管、三极管、IGBT元件瓜分立器件进行电性能测试偏激他测试。

射频测试机

射频测试机是用于测试无线通讯芯片的开辟，不错测试无线通讯芯片的辐照功率、接收贤慧度、频谱特质等

连年我国半导体检测开辟阛阓增长势头强劲，范畴呈现稳步增长态势。数据显露，2016年我国半导体检测开辟阛阓范畴约为76.1亿元，到2022年这一范畴快速增长到了385.6亿元。预测在2023-2027年间，我国半导体检测开辟阛阓将以15.4%的合座年复合增长率增长，于2027年达到673.2亿元的范畴。

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诚然连年我国半导体检测开辟阛阓赢得了较大的发展。但大陆半导体检测与量测开辟国产化率仍较低。有关联长途显露，2021年巨匠和中国大陆半导体测试开辟阛阓的CR3阔别为97%和92%，且均为外洋企业，国内公司占据一丝份额。因此可海涵土企业存在较大的国产化空间。

03

我国大陆晶圆产能膨大将驱动半导体检测开辟需求激增

晶圆制造开辟中，检测开辟价值占比显耀。据了解，在晶圆制造的总投资组成中，约20%至30%的资金用于厂房建设，而剩余的70%至80%则平直插手开辟采购。其中，前谈开辟（即晶圆制造开辟）占据了约80%的半导体开辟投资份额，封装与测试开辟则阔别占据约10%和8%。

2022-2024年巨匠范围内迎来了晶圆厂建设的高涨，认为82座新晶圆厂接踵插手运营，涵盖从300mm到100mm不同尺寸的晶圆，其中2022年启动29座，2023年11座，而2024年更是达到42座。

在这一波建设昂扬，相配是我国大陆晶圆厂产能的赶快爬坡，成为推动半导体检测开辟需求增长的重要要素。稀有据显露，现在我国大陆已运营的晶圆厂数目达到44座，其中不乏25座先进的12英寸晶圆厂，以及15座8英寸和4座6英寸晶圆厂。

欺压2023年，我国6英寸及以上的晶圆制造分娩线（不包含在建和中试线）认为63条。其中12英寸的分娩线达40条，本色产能约为每月140万片（折合8英寸为每月315万片）；8英寸的分娩线有49条，产能约为每月140万片；6英寸的则为 77条，产能约为每月180万片（折合8英寸为每月101万片）。

04

前谈量检测、后谈测试是现在阛阓两大类，发展各有千秋

检测开辟凭证其应用鸿沟和功能的不同，可分为量检测开辟（前谈检测开辟）以及测试开辟（后谈检测开辟）。

其中前谈量检测包括量测类和颓势检测类，其对象是工艺历程中的晶圆，它是一种物感性、功能性的测试，用以检测每一步工艺后产物的加工参数是否达到了联想的要求，况兼查察晶圆名义上是否存在影响良率的颓势，确保将加工产线的良率欺压在规矩的水平之上，属于物感性测试。

测试开辟（后谈检测开辟）分为封装前晶圆测试和封装后制品测试，应用于上游联想、卑劣封测秩序中，指标是查验芯片的性能是否顺应要求，是一种电性、功能性的检测，用于查验芯片是否达到性能要求，使用开辟包括分选机、测试机、探针台。

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1、前谈量检测：先进制程重要开辟

前量检测开辟属于“历程欺压开辟”，本人并不参与制造，可是芯片良率的重要保险，是先进制程重要开辟。前量检测开辟属具有两大类功能，一是确保IC产线量产良率，二是定量监控分娩开辟，为开辟验收、维保提供依据。因此，前谈量检测开辟是芯片制造产线中弗成或缺的中枢开辟，前谈量检测开辟的技艺水平，平直影响着芯片品性，并制约着芯片工艺的技艺普及。

连年收成于芯片行业的兴奋发展，我国大陆前谈量检测开辟（包含全新开辟和树立开辟）阛阓范畴快速增长，由2018年的75.5亿元增长至2022年的183.7亿元，年复合增长率达到24.89%，高于巨匠平均水平，占巨匠阛阓范畴的比例由2018年的22.07%增长至2022年的26.36%，已成为巨匠最大的前谈量检测开辟阛阓。

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可是由于前谈量检测开辟结构精密复杂、制造难度大，而我国芯片产业起步又相对较晚，导致前谈量检测开辟的产业发展一直呈现较低水平。现在前谈量检测开辟行业仍属于我国的产业上风相对较弱的鸿沟。尽管国度多年来抓续饱读舞半导体开辟研发、国内自研企业均在不停钻研蹂躏，诚然在部分细分鸿沟终端了蹂躏，但受限于行业起步较晚等要素，短期内预测仍无法知足芯片踏实分娩的需求缺口，而行为“工业食粮”的芯片一朝欠缺，会平直影响诸多卑劣新兴鸿沟的发展。因此，为保险产线的芯片产量和分娩安全，在饱读舞新开辟自研的同期，应兼顾树立开辟阛阓，进而保险芯片产线驱动。

2、测试开辟：半导体后谈封装秩序的重要

测试开辟是半导体后谈封装秩序的重要。在半导体分娩历程中，半导体测试开辟起到了至关迫切的作用，其不错确保产物的质地和性能顺应要求，提高产物的可靠性和踏实性，同期也为故障分析和维修提供了有用的技能。举例测试机是检测芯片功能和性能的专用开辟，测试机对芯片施加输入信号，收集被检测芯片的输出信号与预期值进行比拟，判断芯片在不同责任要求下功能和性能的有用性。分选机和探针台是将芯片的引脚与测试机的功能模块畅达起来并终端批量自动化测试的专用开辟。因此在晶圆制造阶段的晶圆检测秩序需要用到测试机和探针台，封装测试阶段的制品测试秩序需要用到测试机和分选机。

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连年跟着国内半导体制造厂商老本开销的普及如晶圆厂扩产以及封测厂产能膨大，带动我国半导体测试开辟阛阓的高速增长。数据显露，2016-2022年我国半导体测试开辟阛阓范畴从45.5亿元增长到181.9亿元，年复合增长率达到26%。预测2027年我国半导体测试开辟将增长至267.4亿东谈主民币。

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从细分阛阓来看，半导体测试机阛阓范畴占比最大，成为半导体测试开辟阛阓中的主流开辟，且往日不才游汽车电子等阛阓抓续踏实增长的带动下仍将保抓增长的态势。稀有据显露，2022年半导体测试机阛阓范畴为113.6亿元，占据62.4%的范畴。预测2023-2027年，以10.8%的合座年复合增长率增长，于2027年达到165.8亿元的范畴。

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卑劣半导体国产化下，国产检测开辟厂商迎发展契机

尽管现时我国在半导体检测鸿沟开辟的国产化比例尚显不及，但其增长势头强劲，预测至2025年，国产化率将攀升至50%的显耀水平，国产厂商有望进一步崛起。

与此同期，不才游半导体国产化下，国产检测开辟厂商迎来发展契机。一方面在国际商业摩擦配景之下，发展半导体产业已上升至国度计谋层面，推动半导体产业技艺杰出是国度坚硬不移发展的大方针。连年国度高度醉心集成电路产业，出台了万般政策饱读舞相沿国内半导体产业发展、加速国产替代进度。举例2020 年 8 月，国务院发布《新时辰促进集成电路产业和软件产业高质地发展的几许政策》，从税收、融资、东谈主才、阛阓等多个维度相沿国内半导体关联企业的发展。平静度的相沿政策带来了半导体行业景气度的不停普及，也为国产检测开辟行业带来了爽气的发展机遇。

另一方面连年跟着阛阓不停，巨匠集成电路产业正在进行第三次产业转念。产业转念会激勉产业发展方针的变化和资源的再行成立，新兴阛阓主体大约有更多契机进入阛阓，进而带动统共行业的校正和发展，而我国事产业转念的主要相接国。可念念而知，我国行为产业转念的主要相接国，受益于第三次产业转念，集成电路阛阓将有纷乱的发展机遇，从而也将给国产检测开辟阛阓带来较大的发展契机。

现在我国行为产业转念的相接国，也曾凭借劳能源成本上风和招商引资饱读舞政策、东谈主才培养政策迟缓相接了部分半导体封测和晶圆制造业务，推动了芯片联想、晶圆制造、封装测试等产业秩序的完善和发展。凭证国度统计局统计，国内集成电路产量已从 2012 年的 779.61亿块增长到 2023 年的 3,514.40 亿块，复合增长率达到 14.67%。2024年1-9月我国集成电路产量累计约为3156亿块，同比增长26%。

其中在 IC 联想鸿沟，连年来在半导体国产化趋势潜入的大环境下，且在国度科技首要专项与产业投资基金的相沿下，我国半导体产业链不停完善，原土集成电路联想厂商加速崛起，快速终端技艺蹂躏，产物迟缓向高端鼓动，并赢得了阛阓的认同。从 2016 年起，我国集成电路联想的阛阓范畴占比超越封测，成为国内集成电路产业的最大细分阛阓。到2023 年，我国集成电路联想阛阓范畴在国内集成电路阛阓的占比为 44.56%。

凭证半导体行业协会年会推崇数据，现在国内的芯片联想厂商已由 2016 年的 1362 家增长至 2023 年的 3,251 家，产值从622亿元增长到5471亿元，复合增速高达 18.74%。这一数据标明，芯片联想鸿沟的快速成长代表了国内半导体行业迟缓向产业链高附加值地带拓展，同期也为国产测试开辟厂商的发展带来契机。由于芯片联想公司关于测试开辟的联想考证以及遴荐具有较强谈话权，跟着我国芯片联想企业迟缓切入中高端的复杂芯片鸿沟，将抓续拉动我国半导体检测开辟厂商向高端鸿沟鼓动。

数据开头：中国半导体行业协会，不雅研天下整理（WW）

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