前道量检测指在前道工艺中，运用光学技术、电子束技术等测量晶圆的薄膜厚度、关键尺寸等，或检测产品表面存在的杂质颗粒、机械划伤、晶圆图案缺陷等。
退役设备指半导体行业遵循“一代技术、一代工艺、一代设备”的产业规律，在科技进步、市场竞争的推动下，由于迭代新一代工艺并生产新一代产品抢占市场的经济收益大于现有产线设备退役更新建设成本，因此对现有产线设备进行退役处置。退役设备可能只是相对于持续不断升级迭代的顶尖设备有所滞后，仍具备较强的经济价值，但通常存在机械、光学等功能性损坏，或精度不佳等问题。
原厂设备指由 KLA、AMAT、Hitachi 等国际龙头企业研发、生产的前道量检测设备。
自研设备指由中科飞测、上海精测、睿励仪器、卓海科技等国内设备企业自主研发、生产的量检测设备。
修复设备指退役设备经专业化的故障诊断、功能修复、精度恢复、产线适配等工艺后重新具备利用价值的前道量检测设备。
（1）前道量检测设备行业概述
①前道量检测设备是芯片制造产线中不可或缺的核心设备
前道量检测设备以光、电子束等介质作为主要工具，针对光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等工艺设备的加工成果，进行关键指标的量测或潜在缺陷的检测，其使用场景覆盖扩散、薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、CMP、清洗等芯片前道生产的几乎全部工序。
区别于光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等工艺设备，前道量检测设备属于“过程控制设备”，本身并不参与制造，但发挥着“指引”制造活动的作用：一方面，良率系芯片制造的“生命线”，芯片产线须依赖前道量检测设备检测出产品的各类缺陷，并依此发现各工艺阶段的潜在问题，及时对工艺路线、设备搭配、产线参数等进行调整，进而提升芯片产线整体的产品良率。
随着下游芯片需求的不断发展，芯片制造的工艺步骤亦在不断增多，工艺步骤的增多亦会导致产线的整体良率更加难以把控，从而导致产线对前道量检测设备的依赖不断提高。
另一方面，在进行制造工艺改进或工艺节点提升时，芯片产线亦须通过前道量检测设备获取精确的数据支持，以评判工艺方案的优劣，或指导相应的研发探索。例如，在多重曝光技术中，正是依靠了“套刻精度量测设备”对光刻工序后两层相邻光刻胶的“偏移量”的测定，才能验证多张掩膜版的相对位置是否精确，从而验证相关工艺是否可行，进而决定该技术的商业化价值。若无法得知精确数据，则多重曝光技术将无法顺利产业化。
因此，前道量检测设备是芯片制造产线中不可或缺的核心设备，前道量检测设备的技术水平，直接影响着芯片品质，并制约着芯片工艺的技术提升。
②前道量检测设备涉及多学科领域，结构精密复杂、制造难度大
从结构上看，前道量检测设备主要由传输单元、光路处理单元、信号单元、量检测单元等系统组成，包含成千上万个具体模块，每个具体模块的突破均需要企业长期的技术积淀。从功能上看，前道量检测设备作为半导体行业的高精密仪器，需完成纳米级别的测量、检测工作，是半导体前道生产的“眼睛”和“医生”。
前道量检测设备的功能属性决定了其必须具备“高精密度”的特质。从技术上看，前道量检测设备涉及高真空腔传输技术、光谱检测技术、快速运算技术、高精度信号检测技术等多项技术的攻关，是光学、物理学、机械学、算法等多领域学科的技术结晶，技术壁垒较高，制造难度较大。
③前道量检测设备种类繁多，在自研突破的同时亦须兼顾产线的安全稳定生产
前道量检测设备是应用于前道过程控制的一系列设备的统称，不同于光刻机、刻蚀机、薄膜沉积设备等工艺设备，前道量检测设备的种类繁多，包括十余种大类、百余种型号，分别用于薄膜厚度、关键尺寸、套刻精度、刻蚀深度、表面形貌等关键指标的测量，以及颗粒沾污、图案缺陷、微观缺陷、机械划伤等一系列潜在缺陷的检测。
不同品类的前道量检测设备功能不同，其技术原理亦各有特点，并不完全相通，每个细分领域均需较为深厚的技术积累和持续研发攻关，需投入较大精力开展自研。而对于产线而言，由于各道连续工序存在“木桶效应”，任何一个细分领域的量检测设备的欠缺，均会导致产线整体生产成果无法有效控制，进而对产线良率造成不利影响。
在上述背景下，一方面，需要国内企业不断在各个细分领域持续攻关，提高各类前道量检测设备能力；另一方面，也需要重视修复设备市场，通过修复设备市场的发展，持续为产线提供多品类的修复设备供应，维持产线的稳定运转，进而确保芯片制造的安全生产。
（2）前道量检测设备市场规模及供需情况
①前道量检测设备市场规模较大且保持着稳定增长
前道量检测设备作为半导体设备市场的重要组成，其市场规模在半导体设备中仅次于薄膜沉积设备、光刻机、刻蚀设备。据 SEMI 数据统计，前道量检测设备约占半导体设备市场规模的 13%。
近年来，全球前道量检测设备市场呈现稳步增长。根据沙利文数据，2019 年至 2023年，全球前道量检测设备市场规模由 63.7 亿美元增长至 128.3 亿美元，年复合增长率19.13%。同时，得益于芯片行业的繁荣发展，中国大陆前道量检测设备（包含全新设备和修复设备）市场规模快速增长，由 2019 年的 16.9 亿美元增长至 2023 年的 42.3 亿美元，年复合增长率达到 25.78%，高于全球平均水平，占全球市场规模的比例由 2019 年的26.53%增长至 2023 年的 32.97%，已成为全球最大的前道量检测设备市场。
②少数国际龙头企业主导全球前道量检测设备市场，在新设备、修复设备、运维服务等多个维度均实现垄断地位
与光刻机市场相似，前道量检测设备的技术壁垒高、制造难度大，需要企业长时间的投入及技术积淀，供应市场呈现高度集中的格局。目前，全球前道量检测设备供应市场由KLA、AMAT、Hitachi 等少数国际龙头企业主导，其市场占有率分别为 52%、12%、11%，其他企业市场份额合计仅 25%。
为匹配摩尔定律下晶圆制造工艺的升级步伐，及时满足全球领先的晶圆制造企业对新一代设备的需求，并保持引领市场的竞争力，在有限的资金、产能、人力下，国际龙头企业一般会将更多精力投入研发生产先进制程设备。而对于成熟制程设备市场，国际龙头企业一般通过提供修复设备的方式，实现全方位的占据。
目前，国内先进制程的前道量检测设备市场，主要被 KLA、AMAT 等国际龙头企业的新设备部门所占据，而成熟制程市场，主要被上述国际龙头企业的修复部门所占据。而以中科飞测、精测电子和卓海科技为代表的国内前道量检测设备企业，在不同市场展开了对国际龙头企业的追赶，近年来收入均持续增长。
除设备市场外，国内前道量检测设备运维服务市场也同时被国际巨头垄断。当前，国内芯片产线上正在运行的存量设备数量远远大于每年新增的增量设备，且几乎均为国际品牌。前道量检测设备作为重要的半导体设备，在芯片生产过程中，一旦出现故障，可能会导致整体产线停工，进而带来较大的风险，因而具有持续的运维服务需求。根据 KLA披露的 2024 年年报，其运维及技术服务收入高达 23.30 亿美元，运维市场空间较大。
近年来，受到国际贸易冲突的影响，我国部分芯片产线无法获得国际原厂的零部件供给和运维服务，对我国芯片的安全稳定生产带来了较大的隐患。以卓海科技为代表的国内前道量检测设备企业正在承担起填补运维需求缺口，降低客户单一依赖国际品牌的风险。随着国际贸易形势日趋严峻，国内运维企业在维持芯片产线安全稳定生产方面的角色将越来越重要。
③前道量检测设备发展有待加强，自研新设备处于发展初期
根据沙利文数据，2023 年度中国大陆前道量检测新设备市场规模合计 35 亿美元。其中，国内自研品牌的市场份额仅约为 5%（约 1.76 亿美元），新设备市场主要被 KLA、AMAT、Hitachi 等国际巨头垄断。虽然自研设备企业不断加大研发和技术积累，但除中科飞测、上海精测等企业具备一定规模外，行业内大部分企业仍处于发展初期，自研设备收入规模相对较小。目前，国内自研品牌的发展主要面临以下挑战：首先，技术差距较大。
前道量检测设备结构精密复杂、制造难度大，而我国芯片产业起步又相对较晚，导致国内自研品牌与国际品牌相比还存在较大的技术差距。其次，品类覆盖范围较小。不同于光刻机、刻蚀机等工艺设备，前道量检测设备包含十余种大类、百余种型号，是用于集成电路前道工序的各种量测设备和检测设备的统称。不同类别的设备，其设备结构、技术原理、重点攻关方向等均存在较大区别。而受制于目前的发展阶段，国内品牌一般只专注于某一类或几类设备的研发，缺乏与国际巨头在前道量检测设备各细分领域全面竞争的能力。最后，自我造血能力较低。
前道量检测设备在集成电路生产中起到了至关重要的作用，下游产线出于安全稳定生产的需求，一般不会轻易更换设备供应商。因此，国内自研品牌想要实现在客户端的商业化应用，往往需要付出较大的市场推广成本，并耗费较长时间进行客户端的产品验证。基于上述原因，对于国内自研品牌来说，即使样机开发完成，仍需较长时间才能实现收入的大规模起量。
综合考虑较大的产品研发投入及客户端较长的验证周期，相较于国际巨头，大部分国内自研品牌在现阶段往往较难实现盈利，自我造血能力较低。而缺乏自我造血能力，亦导致较多国内自研品牌难以支撑多品类的研发投入，从而无法弥补与国际品牌的各项差距。
上述挑战导致自研品牌在短期内预计仍无法满足芯片稳定生产的需求缺口，而作为“工业粮食”的芯片一旦欠缺，会直接影响诸多下游新兴领域的发展。因此，为保障产线的芯片产量和生产安全，在鼓励新设备自研的同时，应兼顾修复设备市场，进而保障芯片产线的安全稳定运行。
3、行业未来发展趋势
①自研和修复市场均在持续探索发展路径，产业发展进程有望持续推进
前道量检测设备市场需求旺盛但产业发展水平较低，行业被少数国际龙头企业所占据，不管是先进制程还是成熟制程市场，国内企业的市场份额均相对较少。但是，随着国家对前道量检测设备行业的政策扶持，以及国内相关企业的不断积累，未来前道量检测设备行业的发展路径将更加明晰。
在自研设备领域，近年来中科飞测、上海精测等企业发展迅速，已经取得一定的市场规模，无锡卓海科技股份有限公司亦通过“修研并举，双线发展”的业务发展模式，顺利实现多个细分自研产品的商业化。未来，随着国内企业对前道量检测设备技术原理、制造工艺等方面的进一步理解，设备的商业化进程将不断推进，行业的发展有望持续提升。
在修复设备领域，一方面，以无锡卓海科技股份有限公司为代表的国内修复设备龙头企业已经取得了一定的市场份额，并不断开展与国外巨头修复部门的竞争，为芯片的生产提供稳定、可靠的设备支持，并伴随持续的运维服务，保障我国半导体行业的安全稳定。
另一方面，针对国内厂商普遍存在的核心组件依赖于国外供应商的情况，以无锡卓海科技股份有限公司为代表的国内修复设备企业，亦展开了一系列的研发，以实现核心组件的发展，避免因国外供应商对核心组件断供，导致芯片的生产面临“以小制大”的问题。通过国内企业在自研和修复两个市场的不断探索，前道量检测设备的发展有望持续推进。
②在修复设备市场，技术迭代能力强、修复经验丰富的头部企业的优势地位将更加明显
如前文所述，芯片产线客户具有持续提升工艺节点的需求，而随着工艺节点的提升，产品复杂程度亦会有所提高，对应的修复难度也将进一步提升。而前道量检测设备属于高精密仪器，涉及光学、物理学、机械学、算法等多领域学科的交叉，修复企业须持续学习新的理论知识，并不断实现修复工艺平台的迭代，方可应对新的修复需求。
随着上游退役设备工艺节点的迭代，传统的小型修复企业由于技术经验少、业务范围1-1-100窄、研发能力弱，将逐渐不能适应新的行业环境，而以无锡卓海科技股份有限公司为代表的头部企业，具备长期的修复行业经验，对市场上主流机型均有所布局，且有能力不断迭代修复工艺平台，因而竞争优势将在未来不断凸显，从而获得更多的市场份额。而相对于原厂修复部门，国内头部修复企业通过技术追赶，逐渐缩小技术差距，并通过供应链的培育、核心组件及零部件的研发等方式，形成自身的竞争优势。
此外，以无锡卓海科技股份有限公司为代表的国内头部修复企业对市面上各类品牌的产品均有所研究，而原厂修复部门往往仅专注于自身品牌产品的修复，在技术路线广度方面，头部修复企业亦存在一定的优势。无锡卓海科技股份有限公司在设备的运维服务上，相对原厂修复部门也会有更加及时的响应。在上述背景下，头部修复企业与原厂修复业务之间的竞争，亦会不断持续。
③在自研设备市场，部分具备全方位能力的国内企业将呈现较快的发展
在自研设备市场，国际巨头基于领先的技术水平，在未来一段时间仍将保持其垄断地位。但是，随着国家对前道量检测设备领域的政策支持，以及中科飞测、上海精测、无锡卓海科技股份有限公司等企业为代表的国内自研品牌的不断发展，行业国内品牌市场占有率有望得到进一步提升。
基于前道量检测设备对于下游产线客户的重要性，未来国内自研企业的核心竞争力将体现在对前道量检测设备的全方位理解上。国内自研品牌既需要加大研发投入，提升技术实力，不断开拓和迭代自研产品，也需要结合客户工艺流程，紧扣客户生产需求，形成较强的商业化落地能力。通过上述路径打造前道量检测设备平台企业，全方位补齐相对于国际巨头的短板，国内品牌才可以有效展开与传统国际巨头的竞争。
