本报告详细拆分了半导体工艺控制设备市场各细分品类应用场景与市场规模，且将产业应用中的主流型号设备与对应国产设备型号进行了对比，以分析国产设备与海外设备的差距。
本报告详细拆分了半导体工艺控制设备市场各细分品类应用场景与市场规模，且将产业应用中的主流型号设备与对应国产设备型号进行了对比，以分析国产设备与海外设备的差距。此外，报告还复盘了全球龙头 KLA 的发展历程，解析全球二三线厂商的核心竞争优势；同时对比目前主要国产厂商的研发与产品布局进展以及体量规模，验证得出结论：半导体工艺控制设备作为芯片制造良率的关键，且作为行业重要“卡脖子”环节，目前国产化率仍不足 5%，各国产设备厂商均处于各自突破的早期成长阶段，未来成长空间巨大。
半导体工艺控制设备：工艺良率关键，对芯片制造至关重要
半导体工艺控制设备主要两大应用场景，一是用于前道晶圆制造光刻/刻蚀/沉积/CMP 等工艺环节的质量控制；二是用于中道先进封装重布线/凸点/硅通孔等工艺环节的质量控制。集成电路工艺节点每微缩一代，工艺中产生的致命缺陷就会增加 50%,因此每一道工序的良品率都非常重要；且随着制程节点微缩，工艺控制设备的需求也将倍增。目前，产业应用中的半导体工艺控制设备 75%都基于光学检测技术，19%基于电子束检测技术。
市场结构：缺陷检测设备占比 62.6%，量测设备占比 33.5%
工艺应用上看，半导体工艺控制设备分为“缺陷检测”和“量测”两大类：缺陷检测设备市场占比 62.6%，包括掩模版缺陷检测/无图形缺陷检测/图形缺陷检测/电子束缺陷检测等，其中光学明场缺陷检测设备壁垒高、应用广，产业主流设备为 KLA 的 39xx/29xx 系列和 AMAT 的 UVision 系列，目前国产厂商上海精测已实现明场设备的首台套出货；量测设备市场占比 33.5%，包括光学关键尺寸（OCD）/电子束关键尺寸测量（CD-SEM）/套刻误差测量/晶圆形貌测量/膜厚测量等，其中关键尺寸和套刻误差测量需求较大。
市场空间：半导体设备第四大赛道，全球百亿美元空间
在前道晶圆厂设备支出中，工艺控制设备占比近 11%，是除光刻/刻蚀/薄膜沉积以外的第四大赛道。根据 Gartner 数据，2022年全球半导体工艺控制设备市场规模达 135 亿美元，2023 年受行业周期影响需求有所放缓，预计 2024 年将继续重回高位，达到 110 亿美元以上量级。国内需求上看，内资在建 12 吋晶圆制造产线预计合计将带来 90 亿美元工艺控制设备需求，预计将继续支撑 2023 年起 3-4 年高需求。
竞争格局：美国 KLA 独占半壁江山，二线厂商各有特色
全球龙头 KLA 从光掩模版检测和膜厚测量起家，一路兼并收购实现90%以上产品覆盖率，2022 年其半导体工艺控制系统收入规模 70.8亿美元，同比增长 36%，对应全球市占率 52.4%。其他主要国际厂商中，AMAT 布局明场/掩模版缺陷检测及电子束技术，在电子束检测市场占据近 50%份额；ASML 围绕光刻布局套刻误差和电子束量检测，2022 年市占率 5%；Onto Innovation 布局也相对全面，2022 年市占 6.2%；日本厂商 Lasertec 在 EUV 掩模版缺陷检测领域具备绝对优势；以色列厂商新星测量（Nova）专注量测板块；Camtek 则重点发力先进封装端工艺控制。
国产进展：国产厂商各自突破，国产化率不足 5%
国产厂商中，中科飞测/上海精测/睿励仪器 2022 年营收分别为5.1/1.65/0.72 亿元，合计营收仅 7.5 亿元，相较 2022 年中国大陆35 亿美元的市场规模，半导体工艺控制设备的国产化率不足 5%，替代空间巨大。近年来，国产半导体工艺设备公司均基于自身技术优势布局相关产品线，进展显著，从各自覆盖产品市场空间上看，中科飞测/上海精测/睿励仪器/东方晶源/上海微电子各自的 SAM 比例分别为 27.2%/51.5%/20%/13.9%/6.3%，中科飞测设备放量相对较快，而精测电子覆盖品类相对更广。
