2023中国半导体检测分析行业上中下游产业链市场发展全景分析及未来市场发展趋势研究预测

（1）半导体检测分析行业基本概述：半导体检测分析作为半导体设计、生产、封装、测试流程中的重要步骤，是指运用专业技术手段，通过对半导体产品的检测以区别缺陷、失效原因、验证产品是否符合设计目标或分离好品与坏品的过程。

对于半导体企业来说，良率是衡量产品与服务质量的重要指标，半导体生产制造的各个环节，包括设计、制造、封装，甚至原材料的制备、半导体设备的制造、终端产品的组装生产，均有可能引起最终产品的失效，因此良率的提升也是一个持续改进、保证与优化的过程。为保证半导体芯片、器件等产品的制造良率，在半导体产品整个生产工艺中，需要通过大量的检测对质量进行评估，保证每个环节的制造过程符合规范、质量达标，因此半导体检测分析具有明显的伴生属性，

与下游客户的生产活动、研发活动紧密融合，是半导体产业链中不可或缺的重要组成部分，检测分析可助力半导体企业进一步优化制程、控制良率、提高效率与降低成本，可有效促进半导体产业的高效运转与技术升级。

半导体产业链分析

从半导体检测分析的产业链结构来看，行业上游主要是提供检测设备、化学试剂及其他耗材的生产制造商等；中游主要是半导体检测分析厂商；下游则是半导体产业链各类型的检测报告使用者，包括芯片设计、晶圆制造、芯片封装、原材料生产、半导体设备、模组及终端应用等。

①半导体检测分析行业在产业链中的地位和作用：具体来看，半导体检测根据对应的不同工序，可分为前道量检测、后道检测以及实验室测试。

各类半导体检测与半导体产业链的对应关系分析

前道量检测主要应用于晶圆加工制造环节，检测对象是工艺过程中的晶圆，前道量检测对晶圆制造过程中每一步工艺过程的质量进行量测或者检查，包括测量薄膜厚度、关键尺寸、检查晶圆图案缺陷等，以保证工艺符合预设的指标，防止出现偏差和缺陷的不合格晶圆进入下一道工艺流程。

后道检测主要用于晶圆制造工艺完成后的芯片的电性测试及功能性测试，晶圆测试主要针对加工后的晶圆进行电性测试，在划片封装前将不合格的裸片剔除，减少芯片封装成本；成品测试主要针对封装后的芯片进行功能测试，保证产品出厂的合格率。该类型检测同样可应用芯片设计阶段流片后产品的有效性验证。失效分析、材料分析等半导体实验室检测需求则来自半导体产业链各类型客户，主要针对失效样品进行缺陷定位与故障分析，帮助客户实现问题判定，加速产品研发与工艺升级，提高产品良率，进一步提升生产效率。该类半导体检测通常需结合物理、化学、结构、材料等多学科知识，运用包括物性分析、电性分析、表面分析、化学分析等在内的多类型检测技术。

半导体产业链各环节可能运用失效分析、材料分析等实验室检测现状分析

②半导体第三方检测分析行业现状分析传统的半导体产业最早采用IDM的经营模式，即将芯片设计、晶圆制造、芯片封测等在企业内部进行一体化整合，业务几乎覆盖半导体的全产业链环节。

随着半导体技术的快速更新换代和下游应用多元发展，半导体产业的投资成本攀升、新品研发的窗口期变短、产品的定制化比重提升，传统IDM模式在分散投资风险、快速响应市场需求变化、产品多样性等方面面临挑战，以Fabless+Foundry+OSAT为代表的半导体专业分工模式应运而生，并推动半导体产业向专业化分工的方向逐步发展。在专业分工模式中，Fabless厂商将芯片设计环节独立开来经营，并由Foundry厂商进行晶圆制造的代工服务，之后委托OSAT厂商进行封装和测试，最终将芯片产品交付给终端应用厂商。专业分工模式以其较高的研发效率和良好的产业链协同，更好地适应了集成电路产品的技术和产品趋势，已成为行业主要运营模式之一。

随着半导体产业专业化分工趋势的不断发展，半导体检测这一产业链重要环节也逐步成为独立产业。在专业化分工的发展浪潮下，凭借更强的专业性、更高的检测效率、更中立客观的测试结果，半导体第三方检测分析行业得到快速发展。

①第三方后道检测：晶圆测试、成品测试等后道检测中的独立第三方服务模式诞生于半导体产业高度发达的中国台湾地区。1987年，京元电子成立，与传统的封测一体厂商日月光等不同，京元电子主要承接芯片封测环节中的晶圆测试及成品测试，并最早开启了行业内的独立第三方测试服务模式。随着中国台湾地区半导体产业的不断成熟，矽格、欣铨等独立第三方测试厂商也纷纷占领半导体测试市场。在境内半导体产业迅速发展的过程中，大陆地区也涌现了华岭股份、伟测科技、利扬芯片等一批主营晶圆测试、成品测试等后道检测的半导体独立第三方检测厂商。

②第三方实验室检测：相较于晶圆测试、成品测试等后道检测，失效分析、材料分析以及可靠性分析等实验室检测则贯穿半导体全产业链，检测对象包括产业链任一环节、量产前或量产后的样品，帮助企业加快研发进度、改进生产工艺。传统模式下，半导体企业的实验室检测需求由企业自主建立的研发实验室以及相关工程师解决。在整体半导体行业垂直化分工不断加深的过程中，失效分析等需求逐渐由独立的第三方实验室承接，半导体第三方检测分析实验室的服务模式也应运而生。中国台湾地区的半导体第三方实验室宜特、闳康受益于当地繁荣的半导体产业，自20世纪90年代以来得到迅速发展。大陆地区的半导体第三方实验室检测最初由国有机构主导，工业和信息化部电子第五研究所（即“中国赛宝实验室”，也称“电子五所”）较早在上世纪末进入电子产品的失效分析领域。21世纪初，随着半导体产业及检测检验行业的放开，中国台湾、欧美等地的第三方检测机构进入中国市场，包括发行人在内的中国本土民营第三方检测分析实验室也开始诞生并逐渐发展。

与此同时，国内众多实力强劲的综合性检测机构在洞察到半导体第三方实验室检测分析行业的广阔市场空间后，也通过自主投资、外延并购等方式积极布局。伴随国内半导体产业的发展，国内半导体第三方实验室检测分析市场环境日益成熟，市场竞争也日趋激烈。

根据中国半导体协会数据，预计到2024年，我国半导体第三方实验室检测分析市场规模将超过100亿元，2027年行业市场空间将有望达到180-200亿元。

中金企信国际咨询公布的《2023-2029年半导体检测市场发展趋势及投资潜力可行性研究预测报告》

（2）半导体第三方实验室检测分析行业技术水平及特点：半导体第三方实验室检测分析具有技术领先、立场客观的特点，对于芯片设计、晶圆制造、芯片封装等过程中存在的问题，需要结合物理、化学、结构、材料等多学科知识，运用包括物性分析、电性分析、表面分析、化学分析等在内的多类型检测技术，及时地给出中立、公正的反馈，提出专业高效的建议。

第三方实验室检测分析的发展与Fabless模式的兴起类似，半导体企业将失效分析等检测分析工作更多地交由专业第三方实验室执行也被称作Labless模式，Labless概念近年来已逐步受到市场认可。

Labless是Lab（实验室）与Less（无，没有）的组合，是“无自建实验室”的运作模式，在现阶段半导体产业发展中也涵盖了“轻实验室”模式，即未购置大量检测分析实验设备而主要委托第三方进行检测，与厂内自建实验室In-HouseLab模式相对。Labless模式是半导体产业在辅助研发领域里一个新的分化，可以协助半导体企业迈过长期以来在半导体分析服务的高额投入的硬件壁垒与检测分析人才壁垒，加速半导体技术的更新迭代，聚焦核心竞争力的提升。具体来看，Labless模式与Fabless的模式本质上均是厂内需求的外包，两者均是产业的行业专业化分工的产物，也是行业追求更高效率的必然结果，具体对比如下：

而与厂内自建实验室的In-HouseLab模式相比，Labless模式具有如下特点：

①经济性：高端检测设备的高昂成本制约厂内实验室的发展，Labless模式可有效降低客户成本：失效分析等检测分析对设备仪器的高精度与设备品类的多元化要求较高，与IDM模式下制造厂商面临的高额产线投入成本问题较为类似，高端检测设备的高昂投入成本也制约了厂内实验室的发展。

一方面，高端检测设备的单台设备价值量高，厂内实验室通常无法拥有配置覆盖全方位检测需求的检测分析设备的资金实力；另一方面，厂内实验室的检测需求与自身的研发周期、调试周期息息相关，厂内实验室可能面临研发时或试生产时爆发式的检测分析需求，亦可能面临产能闲置的情况，无法达到资源的有效利用。因此，采用Labless模式将检测分析需求委托至第三方检测机构可有效降低客户成本。

②专业性：半导体第三方实验室检测分析具备更强的专业化、多元化的检测分析技术与人才：半导体实验室检测分析需要运用电子、结构、材料、理化等多学科知识，半导体产业链总体面临人才短缺的问题，而在短时间内运用复杂技术手段对样品问题进行检测分析的综合性技术人才亦属于行业内稀缺资源。

相较于第三方实验室专家团队所具备的丰富检测案例经验、综合分析技术，厂内检测分析人才通常局限于自身半导体产业环节，如封装厂商的工程师聚焦于封装环节，对于晶圆制造工艺的技术掌握程度有限，这可能导致其在分析失效样品时无法有效判断晶圆制造环节内含的缺陷。第三方检测分析实验室则拥有产业链各环节技术人才，具备覆盖全产业链的分析能力，并通过长时间案件检测的经验积累，不断精进检测分析技术，以专业的检测分析能力与时效性赢得客户的信赖。

③中立性：独立的半导体第三方检测分析实验室提供客观、公正的建议由于半导体产品的缺陷可能来自产业链的各个环节，除芯片设计、晶圆制造、封装测试外，上游原材料、半导体设备以及终端厂商均有可能导致产品质量问题的出现，相较于厂内自建实验室对于产品的检测分析，中立的第三方实验室可提供更为客观与公正的检测分析服务，用准确的分析结果帮助企业快速溯源失效根因，为客户的产品设计及制造工艺优化提出解决建议。

②半导体制造工艺的低容错率催生测试与分析的市场需求：半导体元器件的生产过程工序繁复，从半导体单晶片到制成最终成品，须经历数十甚至上百道工序，且在近几年先进制程转变、技术快速迭代的发展过程中，半导体器件的生产工艺要求进一步提升。设计、制造、封装等任一环节的瑕疵均有可能造成产品发生开路、短路、参数漂移、功能失效等情况。

随着5G、AI等众多应用的涌现，芯片功能复杂度、系统集成度爆发式增长，且当芯片与系统、软件等环境融合时，各种应用模式下的安全性、可靠性则显得尤为重要。尤其是近年来汽车智能化、网联化、电动化等趋势的快速发展，对半导体产品的安全性、可靠性的要求愈加严苛。相关产品制造过程的低容错率催生测试与分析的市场需求不断增加，为确保产品的性能合格率、稳定可靠性以及生产成品率等，半导体设计、生产等厂家均需要对产品生产过程建立精准有效的监控措施。

③半导体技术更新迭代推动第三方实验室检测分析市场快速发展：近年来，半导体行业在设计方法、制造工艺、材料运用等多方面实现技术创新。在芯片设计理念的升级迭代的背景下，业内各类新兴制造工艺层出不穷，相关测试分析的需求也随之增加。先进封装方面，各晶圆代工厂为延伸摩尔定律，力推堆叠封装，相关设计理念、制备工艺均发生革命性变革，如2.5D封装、3D封装等，透过逻辑晶片、记忆体晶片相互堆叠，满足高速传输功效，上述新封装工艺在试制或初步投产时将带来庞大的测试分析需求。材料方面，碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料凭借优异性能成为功率器件等产品的理想材料，但相比于技术成熟的硅基半导体，碳化硅、氮化镓此类第三代半导体在生产过程中更易出现外延层裂纹等缺陷，这也产生了更多的检测分析需求。

半导体测试与分析能够有效促进技术更新迭代，通过检测分析发现设计或制造过程中的缺陷及错误，为新技术新产品的研发设计减少成本，缩短研发试制周期，并有效提升客户产品质量及生产良率。

④Labless模式逐渐受到行业认可，半导体第三方实验室检测分析需求日益增长：随着半导体产业的发展，降本增效、提高产品良率成为企业追求的目标，高效率的产业垂直分工模式日益深化，继Fabless后，委托第三方实验室进行检测的Labless模式已成为新的行业发展趋势。相较于厂商自建的检测业务，专业的技术研发能力、全面多样的检测服务内容、精准高效的测试结果呈现、细分领域的经验积累、中立公正的客观立场等均是第三方检测机构的优势所在。

通过委托第三方实验室进行检测分析，半导体设计或生产厂商可有效避免由于订单波动性带来的测试设备利用率不足或产能不足的局面，并可利用第三方实验室丰富的失效案例积累以及专业的分析技术团队，快速解决设计及生产瓶颈，缩短产品研发设计周期、改进产品设计工艺，故在半导体技术迭代的发展过程中，半导体第三方检测分析实验室扮演着保驾护航的重要角色。半导体技术随着“摩尔定律”的延伸不断进步，在技术演进发展的过程中，半导体设计或研制可能面临诸多未知挑战，在追求产品质量与性能的半导体产业发展主题下，专业检测分析技术领先、检测服务高效全面的第三方检测分析实验室将迎来日益增长的检测分析需求。

（2）全球半导体第三方检测分析市场蓬勃发展：全球失效分析市场将由2020年的39亿美元增长至2025年的59亿美元，同时，半导体及相关电子产业属于亚太地区失效分析市场最大的应用领域，半导体产业的快速发展推动了失效分析市场的增长。

根据中金企信统计数据，包括失效分析等测试项目在内的全球半导体第三方实验室检测分析市场规模目前已突破30亿美元，预计在2028年达到75亿美元，在半导体行业整体技术快速迭代的发展过程中，半导体检测分析的需求增速将超过半导体行业整体市场增速。

（3）我国半导体产业发展迅猛，第三方实验室检测分析需求随之提升：

①产业链转移叠加产业政策加码，我国半导体产业迅猛发展：受国际贸易摩擦和半导体技术封锁等因素的影响，国家高度重视集成电路产业，出台了各类政策鼓励支持国内半导体产业发展、加快国产替代进程。2020年8月，国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，从税收、融资、人才、市场等多个维度支持国内半导体相关企业的发展。在我国政策大力支持，以及全球产业链分工变化的大背景下，全球集成电路产业正在进行第三次产业转移，产业转移会引发产业发展方向的变化和资源的重新配置，新兴市场主体能够有更多机会进入市场，进而带动整个行业的革新和发展。

中国作为产业转移的承接国，已经凭借劳动力成本优势和招商引资鼓励政策、人才培养政策逐步承接了部分半导体封测和晶圆制造业务，推动了芯片设计、晶圆制造、封装测试等产业环节的完善和发展。5G建设的不断深入也带动了物联网、智能汽车等产业的发展，未来集成电路、分立器件、光电器件等市场的需求有望持续增长。

中国半导体行业协会的数据显示，2021年，中国集成电路行业销售额为10,458.30亿元，同比增长18.20%，其中设计业销售额为4,519.00亿元，制造业销售额为3,176.30亿元，封装测试业销售额为2,763.00亿元，分别同比增长19.60%、24.07%、10.10%。根据国家统计局统计，国内集成电路产量已从2012年的779.61亿块增长到2021年的3,594.30亿块，复合增长率达到15.54%。

②半导体产业链国产化趋势为测试分析市场提供发展契机：在国际贸易摩擦背景之下，发展半导体产业已上升至国家战略层面，推动半导体产业技术进步是国家坚定不移发展的大方向。在半导体国产化趋势深化的大环境下，且在国家科技重大专项与产业投资基金的支持下，我国半导体产业链不断完善，国内已陆续涌现一大批优秀的芯片设计、芯片制造及封测厂商。

根据半导体行业协会年会报告数据，目前国内的芯片设计厂商已由2016年的1,362家增长至2021年的2,810家，2016年至2021年，国内集成电路设计行业产值复合增速高达22.41%。芯片设计厂商通常基于终端应用需求升级对于产品设计方案进行创新，带来下游制造、封装等多领域的工艺演进，也会催生最前端材料及半导体设备的变革。由海外企业主导的设备及材料领域在近年来亦有所突破，国产替代趋势不减。半导体产业国产化必然经历反复研制与试验的过程，测试与分析市场也将迎来下游旺盛的检测分析需求。检测分析实验室综合运用多学科、多领域的检测分析技术，向半导体产业链各方提供多方位检测分析结果，助力产业链技术升级发展，为产业链国产化保驾护航。

③我国半导体第三方实验室检测分析市场空间广阔：检测分析行业为各产业升级发展提供支撑性服务，与下游细分行业融合发展，新兴领域检验检测市场受益于新兴领域自身的高速发展，在整体检测检验市场中的收入占比逐渐提升。国家市场监督管理总局数据显示，2021年针对电子电器、机械等新兴领域的第三方检测机构收入规模共计737.71亿元，同比增长23.48%，其增速远高于检验检测整体行业增速。

根据中国半导体协会数据，预计到2024年，我国半导体第三方实验室检测分析市场规模将超过100亿元，2027年行业市场空间有望达到180-200亿元，年复合增长率将超过10%。

免责声明：

本站新闻、行业资讯、新闻资讯、市场资讯等公开信息中部分内容与图片来自网络、媒体或网友（含三方合作机构）提供，版权归原作者。中金企信本着尊重与保护知识产权的原则，若出现本站公开内容存在文章内容或图片内容版权与其他问题请联系我司。联系方式：010-63853556，zqxgj2011@163.com，我司将第一时间回应并处理。