行业背景与市场格局 - 机器视觉是光学晶圆检测和量测的绝对关键部件，在半导体领域至关重要 [1][20] - 2D视觉领域外资品牌具备先发优势，国产2D视觉发展是国产化替代过程 3D视觉内外资品牌起步差距较小，但技术路线与应用领域有差异，外资更多用于检测，国产更多用于定位引导 [1][20] - 半导体检测设备商大多使用外资机器视觉产品，外资品牌占据大半壁江山 国产机器视觉品牌更多专注于物流、工程机械、金属加工、3C电子等毛利率较低、对精度要求相对较低的中低端场景 [1][20] 半导体检测的技术壁垒 - 半导体对检测设备的精度和稳定性要求极高 在3C及锂电行业，相机系统精度最多达微米级别（0.5至0.7微米属上乘），而在半导体领域，百纳米级别精度仅为常规水平 [3][24] - 半导体检测数据传输速度要求极高，数据量通常在100GB至200GB/秒，某些情况高达400GB/秒 相比之下，3C和锂电行业相机系统达50GB/秒或25GB/秒已相当可观 [3][24] - 半导体设备对相机系统精度要求普遍达亚微米级别 在先进封装环节，对3D成像系统精度要求在亚微米级别 在前道缺陷检测环节，精度要求一般在几十纳米左右 [3][24] - 半导体设备对稳定性要求严苛，设备保养至少2个月一次，期间相机需24小时运转不能出现任何故障或宕机 [4][25] - 半导体行业主要采用光谱共焦、白光干涉技术路线，而市场上大部分机器视觉企业技术路线是结构光（散斑、条纹、线扫）[5][25][26] - 结构光技术路线难以满足半导体高精度检测 散斑结构光速度快（30帧/秒）但精度低 条纹或线扫结构光在缩小视野、提升分辨率后可获亚微米精度，但成像速度是难关 [5][26] - 光刻技术是核心环节，深紫外光(DUV)波长在193纳米至248纳米之间 极紫外光(EUV)波长通常为13.5纳米，适用于5纳米及以下工艺节点 [6][26] - 半导体检测光谱波段取决于深紫外或极紫外波段 极紫外光只能在真空中传播，相机需真空腔体，环境温度需控制在零点几度 而3C、锂电等行业检测用可见光即可 [6][27] 国产机器视觉的突破机遇 - 2023年中国机器视觉在半导体行业应用占比为10.74%，意味着半导体行业仍是一片蓝海 [10][11][31][32] - 国际政策变化带来入场券 2022-2023年美、日、荷出台半导体设备出口限制政策，意味着91.5%的半导体设备可能随时向中国禁运 2024年美国发布更严厉对华半导体出口管制，日本加严对华半导体零部件出口限制 [12][33] - 在此背景下，半导体厂商不得不改变以进口设备为主的要求 [13][34] - 半导体制造过程数百个工艺，分为八个步骤，每个步骤都需实时检测 检测分为量测类和缺陷检测类，机器视觉发挥重要作用 [13][34] - 对于检测难度看法不一 有观点认为缺陷检测难度高于量测 也有观点认为量测难度高于检测，且检测对相机绝对精度要求没那么高，是国产企业撬开半导体大门的机会点，可借助AI、大模型训练积累数据 [14][34] - 国产机器视觉企业已解决从“0”到“1”的问题 从以进口设备为主，到逐渐接受国产设备，再到视觉零部件使用国产产品，最终半导体企业开始接受部分高精度国产产品 [14][35] - 半导体企业遴选供应商需综合考量多重因素，除对产品性能多轮严格验证外，还需全面评估供应商的技术拓展能力与资源储备 [14][35] 代表性企业及其进展 - 埃科光电近期推出光谱共聚焦传感器系列，基于同轴式光谱共聚焦技术，提供高达30KHz扫描速度、最大测量视野10.2mm，X方向分辨率1.9um，Z方向重复精度50nm [15][35] - 博视像元产品已批量应用于纳米图形晶圆缺陷检测、纳米无图晶圆缺陷检测、Sic检测、晶圆几何形貌测量、关键尺寸测量、套刻测量、宏观晶圆缺陷检测、DUV/EUV激光束分析等关键领域，累计交付近万台高性能相机 [15][36] - 唯琴科技自研3D线激光轮廓传感器可检测平面、圆柱、流动面的高度、深度、厚度等信息，已应用于晶圆制造环节的表面瑕疵检测、尺寸量测及芯片封装等环节 [15][36] - 罗博威视子公司武汉罗博半导体在2023年推出全自动Wafer光学量检测装备，能对先进封装封测段切割前、后晶圆进行2D和3D一体光学量检测，有效识别线路污染、保护层划伤、残胶、气泡等缺陷，并可量化描述RDL线宽、线间距、关键尺寸等物理参数 [16][36]