9月9日，以“跨界融合·全链协同，共筑特色芯生态”为主题的2026 IICIE国际集成电路创新博览会在深圳国际会展中心开幕。在同期举行的集成电路创新高峰论坛上，深圳中科飞测科技股份有限公司董事长兼总经理陈鲁发表题为《半导体量检测技术与设备—从创新到突破》的主题演讲，系统拆解了全球及中国半导体量检测设备的市场格局与技术演进逻辑，并指出随着国内集成电路产业向先进制程、先进封装加速升级，国产量检测设备正迎来从单点技术突破向全工艺链条协同替代的关键发展期。
量检测是制造“眼睛与标尺” 国内市场五年内将翻倍
集成电路设备是半导体产业的基石，自2020年起，中国已成为全球最大的集成电路设备市场。作为半导体制造的“眼睛”和“标尺”，量检测设备是晶圆制造良率控制的核心环节，在全球半导体制造设备市场中占比约15%，仅次于光刻、刻蚀与薄膜沉积设备。
陈鲁在演讲中引用Yole数据指出，2025年国内半导体量检测设备市场规模已达44.5亿美元，预计到2030年将突破80亿美元，实现接近翻倍的增长，是全球增长最快的区域市场。
从行业发展周期看，国际量检测巨头大多诞生于上世纪70年代，与美国集成电路产业发展起点完全同步；而国内设备企业则伴随国内集成电路产业浪潮同步成长，具有鲜明的周期同步特征。当前全球竞争格局仍由海外厂商主导，美国KLA以近48%的市占率稳居行业第一，叠加应用材料、Hitachi、ASML等企业，头部外资厂商合计占据全球九成以上市场份额。
“先进制程对良率的要求近乎‘零容忍’。”陈鲁表示，7nm及以下节点的制造工序超过1000道，若每道工序良率为99.5%，最终良率仅为0.66%。这意味着量检测不再是辅助环节，而是贯穿制造全流程的核心保障，也为国产设备的突破提供了产业基础。
国内赛道已形成生态协同格局，多家厂商各有侧重，既覆盖主流核心设备，也补齐小众刚需品类。其中中科飞测是国内规模最大、产品矩阵最全的半导体量检测设备企业，2025年实现营业收入20.53亿元，同比增长48.75%；研发投入达6.56亿元，占营收比重31.95%，持续保持高强度技术投入，目前已成为国内少数能与海外巨头在多品类设备上直接竞争的厂商。
前道工艺复杂度升级 驱动量检测技术多维度演进
随着晶圆制造从平面器件走向GAA、3D NAND，以及先进封装向HBM、CoWoS等2.5D/3D结构升级，半导体量检测的技术体系也在持续迭代。陈鲁系统梳理了前道量检测的技术演进路径，指出光学、电子束、X射线三大技术路线长期互补，其中光学量检测凭借高精度、高速度优势，占据了超过80%的市场份额。
在缺陷检测领域，设备从无图形晶圆检测向图形晶圆检测持续渗透。无图形晶圆检测针对裸硅片、外延片等基底缺陷筛查，全球市场规模约15亿美元；图形晶圆检测又分明场与暗场技术路线：明场基于对比度成像，暗场基于散射光信噪比，二者在缺陷种类、尺寸检测上形成互补。其中暗场设备检测速度可达明场的10倍以上，承担产线“在线监控”功能，可快速响应大规模工艺异常。目前中科飞测已推出SPRUCE系列无图形检测设备、Redwood系列明场检测设备、SYCAMORE系列暗场检测设备，实现该领域全品类覆盖。
在量测领域，套刻精度量测、关键尺寸量测（CD）、薄膜量测是核心品类。套刻量测被誉为光刻机的“眼睛”，直接决定多层光刻的对准精度：14nm工艺节点要求0.5nm的测量重复性，10/7nm节点要求0.3-0.2nm的对准精度，该精度高度依赖光学算法优化，此前长期被KLA、ASML垄断。关键尺寸量测则分为光学OCD与电子束CD-SEM，其中电子束检测是晶圆检测环节的“最高精度把关点”，尽管速度偏慢，但可实现极低的误检率，是先进制程质量管控的最后防线。
“3D IC和先进封装正在重构量检测的需求边界。”陈鲁指出，多层异质堆叠、硅通孔（TSV）、混合键合等技术带来了大量微观复杂结构，使得前道制造与先进封装的检测站点数量大幅增加——仅前道制程的量测站点就超过135个，先进封装检测站点超过125个。设备需要从二维线宽测量，转向三维结构、内部缺陷、应力分布等多维度表征，这也为国产厂商提供了换道追赶的契机。
三大技术趋势引领行业 从“被动检测”走向“主动控工艺”
面向未来技术演进，陈鲁总结了半导体量检测行业的三大核心发展方向，包括核心光学技术向深紫外突破、多模态物理量融合、AI驱动智能分析与工艺闭环控制。
第一，深紫外（DUV）与高NA光学技术成为突破分辨率极限的核心路径。通过高亮度宽带深紫外光源、超精密光学系统与高灵敏度探测器的协同升级，量检测设备可突破衍射极限，实现更精准的材料识别与缺陷分类，支撑更先进制程的质量管控。
第二，光学、电子束、X射线多模态融合成为行业共识。单一技术路线难以同时满足速度、分辨率与穿透性的需求，多模态融合可构建从快速全片筛查到精准缺陷溯源的完整工作流，应对高深宽比结构、TSV埋藏缺陷、多层薄膜等复杂检测场景，通过精度与覆盖率的互补提升信噪比，同时优化良率与制造成本。
第三，AI与计算成像正在推动量检测从“被动测结果”向“主动控工艺”转型。陈鲁表示，AI算法可将缺陷分类从200类细化至2000类，精准区分“有效缺陷”与“无效干扰缺陷”，大幅提升工艺管控颗粒度。更重要的是，量检测设备不再是独立的测量工具，而是与光刻、刻蚀等工艺设备深度耦合，通过数据集成计算实现自动反馈与参数补偿，形成毫秒级响应的工艺控制闭环。
“设备硬件只是入口，模型与反演算法才决定能力上限。”陈鲁强调，以光学关键尺寸量测（OCD）为例，其核心壁垒在于光学平台、材料结构模型库、高速反演算法与Fab工艺知识的深度结合，最终目标是实现Inline在线监控与工艺趋势闭环。
全系列产品矩阵成型 国产替代进入深水区
作为国内半导体量检测设备的龙头企业，中科飞测已构建起十三大系列设备与三大系列智能软件的完整产品体系，技术路线覆盖光学、电子束、X射线三大方向，是国内产品矩阵最齐全的厂商之一。
陈鲁介绍，公司成立十余年来，先后实现了无图形晶圆检测、图形晶圆检测、套刻量测、关键尺寸量测等核心设备的从0到1突破，2024年应用于14nm工艺节点的设备实现量产，截至2025年底累计出货量已超过1500台，产品覆盖国内超过40个城市及马来西亚、韩国、新加坡等海外市场，全面进入国内头部晶圆厂与先进封装企业产线。
在产业布局上，中科飞测已形成深圳总部与研发中心，深圳、广州、上海三大生产基地，以及遍布全国主要产业城市的服务网络。陈鲁表示，公司未来有两大核心战略方向，一是攻坚主流高难度设备，啃下技术“硬骨头”，实现核心品类国产替代；二是补齐产线“缺一不可”的小众刚需设备，覆盖客户全流程需求，与客户深度绑定、协同成长。
“半导体量检测的国产化不是单点突破，而是全链条的生态共建。”陈鲁在演讲最后表示，中科飞测将以技术创新为核心，携手晶圆制造、先进封装、零部件等产业链伙伴，共同推动中国半导体量检测产业从跟跑向并跑、领跑迈进，助力构建自主可控、特色鲜明的集成电路产业生态。
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