半导体量/检测设备广泛应用于集成电路前道及后道生产中，是保证晶圆光刻、刻蚀、薄膜沉积等环节精密实现的基石，对硅片厂/晶圆厂保障产品良率、产品一致性、降低成本等至关重要。根据应用场景的不同，量/检测设备主要分为量测、检测两大类。
检测设备：主要用于检测晶圆结构中是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划伤、开短路等特征性结构缺陷；
量测设备：指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理参数的测量。
根据环洋市场咨询（Global Info Research）最新调研报告《2025年全球市场半导体量测和检测总体规模、主要生产商、主要地区、产品和应用细分研究报告》显示，2025年全球半导体量测和检测市场规模为21087.56百万美元，预计2031年将达到38955百万美元，未来几年年复合增长率CAGR为10.77%。
半导体量/检测设备广泛应用于集成电路前道及后道生产中，是保证晶圆光刻、刻蚀、薄膜沉积等环节精密实现的基石，对硅片厂/晶圆厂保障产品良率、产品一致性、降低成本等至关重要。根据应用场景的不同，量/检测设备主要分为量测、检测两大类。
检测设备：主要用于检测晶圆结构中是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划伤、开短路等特征性结构缺陷；
量测设备：指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理参数的测量。
目前，全球半导体量测和检测设备市场主要由美国、日本等国家的知名企业所占据，如美国的KLA、AMAT，日本的Hitachi High-Technologies等。这些企业在技术、品牌、市场等方面具有明显优势，占据了全球市场的较大份额。
近年来，随着国内半导体产业的快速发展，以及国家政策的支持，国内半导体量测和检测设备企业也开始崭露头角。然而，与国际知名企业相比，国内企业在技术、规模等方面仍存在一定差距，需要进一步加强自主研发和创新能力，提升市场竞争力。
亚太地区是最大的市场，约占80%；其次是北美和欧洲，分别约占12%和7%。产品类别方面，缺陷检测设备产品占比最大，约占58%。产品应用方面主要应用于晶圆，其次是掩膜。
市场发展趋势
技术升级：随着半导体工艺的不断发展，对于量测和检测技术的要求也越来越高。未来，随着5G、物联网、人工智能等技术的普及和应用，半导体量测和检测设备将向更高精度、更高速度、更高智能化方向发展。
国产替代：近年来，国家高度重视半导体产业的发展，出台了一系列政策措施支持国产半导体设备和材料的研发和生产。未来，随着国产替代进程的加速推进，国内半导体量测和检测设备企业将迎来更多发展机遇。
市场需求增长：随着全球半导体市场的不断增长，以及新能源汽车、智能制造等新兴领域的快速发展，对于半导体量测和检测设备的需求也将持续增长。
综上所述，半导体量测和检测市场具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。未来，随着技术的不断进步和市场的不断扩大，该市场将迎来更多发展机遇和挑战。
市场驱动因素：
第一，先进制程微缩是首要技术驱动力。 当芯片制程进入5纳米、3纳米乃至更先进的节点时，晶体管结构从平面转向FinFET、GAA等三维复杂形态，线宽已逼近物理极限。任何极其微小的尺寸偏差、材料缺陷或工艺波动都可能导致芯片功能失效。因此，制造过程对工艺控制精度的要求呈指数级提升，必须依赖更精密的量测设备（如高分辨率CD-SEM、OCD）进行纳米乃至亚纳米级的测量，并需要灵敏度更高的检测设备（如多波束电子束检测）来发现前所未有的微小缺陷。没有与之匹配的量检测技术，先进制程的研发与量产就无从谈起。
第二，复杂三维结构带来全新测量维度挑战。 这不仅体现在逻辑芯片的立体晶体管上，更在存储芯片中达到极致。3D NAND堆叠层数已超过300层，其制造本质是超高深宽比孔洞的刻蚀与薄膜的逐层沉积。这要求量测设备不仅能测量横向尺寸，更要能精确测量垂直方向的刻蚀深度、侧壁角度、薄膜均匀性以及层间对准精度。传统的二维测量技术已完全无法满足需求，推动了X射线量测、原子力显微镜和先进OCD等针对三维参数测量技术的快速发展与广泛应用。
第三，良率爬升与经济性压力构成直接商业动力。 随着晶圆厂投资额攀升至百亿美元级别，单片晶圆（尤其是先进制程）的成本极其高昂。在制造过程中尽早识别并剔除缺陷晶圆，或实时调整工艺参数防止缺陷产生，是控制成本、保障盈利的生命线。量测与检测设备是实现统计过程控制（SPC）和先进工艺控制（APC） 的物理基础，通过提供海量数据，帮助制造商快速锁定问题根源，缩短良率爬升周期，并将整体良率维持在可商业化水平。其投资回报率极高，是晶圆厂必须投入的“省钱工具”。
发展机遇：
第一，面向埃米时代与三维集成的测量技术革新。 随着制程进入埃米尺度（Å）和GAA晶体管、3D-IC、先进封装的普及，传统基于单一物理原理的测量手段将面临瓶颈。未来机遇在于多模态融合测量技术，即通过将电子束、X射线、光学、原子力等多种传感器集成在同一平台或进行数据协同，实现对复杂三维结构从表面形貌、内部成分到电学特性的一站式、无损、高精度表征。这不仅是设备的升级，更是对底层测量物理和算法的全面突破。
第二，人工智能与大数据驱动的智能检测系统。 未来的机遇远不止于提升硬件灵敏度，更在于如何从海量检测数据中提取洞见。通过深度学习和AI算法，系统将实现从“缺陷检测”到“缺陷预测与根因分析”的跨越。AI能够识别肉眼无法察觉的微弱缺陷模式，提前预警工艺偏移，并自动溯源至特定机台或工艺步骤。这使量检测设备从“事后检查员”转型为“事前预测与过程优化顾问”，其软件和算法服务的价值占比将大幅提升。
第三，实现全域过程控制与虚拟量测的闭环。 未来的晶圆厂需要构建一个从设计到制造的全数字孪生环境。在此背景下，虚拟量测 将成为关键机遇。通过利用刻蚀、沉积等工艺机台的传感器数据（而非仅依赖抽样量测数据），结合物理模型与AI，实时推算出晶圆的关键参数。这能大幅减少对物理量测的依赖，实现近乎全检的监控频率，在降低成本的同时提升控制实时性，最终形成“工艺设备-量测设备-智能算法”的完全自动化闭环控制。
发展阻碍因素：
第一，测量物理原理逼近极限，技术突破成本高昂。 随着特征尺寸进入埃米尺度，以及三维结构复杂性的剧增，现有的光学衍射极限、电子束测量速度与损伤、X射线通量等基础物理原理已成为难以逾越的障碍。开发下一代测量技术（如基于电子衍射或更短波长的光源）需要巨大的基础研发投入和全新的硬件平台，这不仅意味着单个设备成本飙升（可能达数千万美元），更伴随着极高的技术风险和漫长的研发周期，使技术迭代面临“投入产出比”的严峻拷问。
第二，海量数据与算力需求带来处理瓶颈，AI模型落地困难。 更高分辨率、更频繁的检测产生了指数级增长的数据量（每天可达TB甚至PB级），对数据传输、存储和实时处理构成了巨大压力。同时，基于AI的智能检测算法面临“训练数据稀缺”的根本难题——最关键的、影响良率的缺陷样本恰恰是最稀少且难以标注的。这导致AI模型泛化能力不足，在多变的生产环境中难以稳定应用。算力成本的激增与算法效能的瓶颈，使得“数据富矿”难以转化为有效的“决策黄金”。
第三，技术路线高度定制化与碎片化，标准化和集成难度大。 不同制程节点、不同工艺步骤、不同客户工厂的需求差异巨大，导致量检测解决方案日趋定制化。从逻辑芯片的先进制程到存储芯片的3D堆叠，再到第三代半导体的特殊材料，所需的技术参数和测量方法截然不同。这种高度的碎片化不仅加大了设备商的研发和支持负担，也使得设备与制造执行系统、工艺设备间的深度集成（以实现闭环控制）变得异常复杂，缺乏统一的数据和通信标准，阻碍了全自动化智能工厂的流畅运行。
文章摘取环洋市场咨询（Global info Research）出版的《2025年全球市场半导体量测和检测总体规模、主要生产商、主要地区、产品和应用细分研究报告》，通过专业的市场调研方法深度分析半导体量测和检测市场，并在报告中深入剖析半导体量测和检测市场竞争者对美国关税政策及各国应对措施、包括区域经济表现和供应链的影响。
