报告概述

全球故障分析设备市场规模预计将从 2024 年的80 亿美元增至 2034 年的170 亿美元左右，在预测期内以复合年增长率 7.8%的速度增长2025年至2034年。

故障分析设备市场是指用于检测、隔离和解决材料、半导体、电子和工业组件中的故障或缺陷的精密工具和系统。该市场使工程师和制造商能够使用扫描电子显微镜 (SEM)、聚焦离子束 (FIB) 和透射电子显微镜 (TEM) 等工具检查故障的根本原因，从而保持产品质量、提高性能并减少停机时间。

故障分析设备在半导体和电子制造行业中发挥着关键作用，其中微观检测至关重要。随着小型化趋势的加速，制造商越来越依赖精确的故障分析工具来满足严格的性能和安全标准。因此，对具有实时成像和数据处理功能的先进工具的需求不断上升。

3D-IC 的日益普及进一步推动了市场的发展。据 Academia.edu 称，一种新型的硅通孔 (TSV) 互连技术修复架构即使在故障率为 30% 的情况下也能实现100%可修复性，从而显着提高良率。这一趋势鼓励芯片封装和可靠性测试方面的进一步创新。

近年来，各国政府加大了对微电子和国防研发的投资，刺激了增长。美国、中国和德国等国家正在为半导体创新和质量保证基础设施（包括故障分析系统）分配资金。这些举措有助于扩展先进材料测试能力。

向电动汽车 (EV)、人工智能和物联网技术的转变也扩大了市场机会。故障分析可确保电力电子、电池系统和传感器的高可靠性。随着全球电动汽车发展势头强劲，制造商越来越关注能够实现无缺陷、长寿命组件的测试系统。

此外，遵守 ISO/IEC 17025 和 RoHS 等标准的法规要求需要强大的故障分析流程。合规性可提高品牌信誉、减少召回并确保消费产品更安全，从而促使行业投资于质量控制技术。

纳米级测试工具的采用以及故障分析软件中人工智能的集成提供了巨大的潜力。人工智能有助于模式识别、预测诊断和更快的故障检测，减少检查时间和成本，同时提高精度。

由于电力的发展，市场也在见证区域扩张，特别是在亚太地区。电子制造在中国、台湾和韩国等国家/地区占据主导地位。这一地理优势使其成为故障分析设备生产和部署的热点。

此外，航空航天和医疗器械行业对关键部件测试的需求不断增长，增强了对多技术检测解决方案的需求。这些行业需要故障分析，以避免灾难性故障并满足严格的监管监督。

大学和研发机构也在推动需求，因为故障分析支持先进材料的研究和创新。它确保纳米技术、光学和储能领域的可重复性、科学验证和突破性发展。

关键要点

• 全球故障分析设备市场预计将从 2024 年的80 亿美元增长到 2034 年的170 亿美元，复合年增长率 7.8%。
• 2024 年，扫描电子显微镜 (SEM) 凭借其高分辨率成像能力，以 37.5% 的市场份额引领设备类型细分市场。
• 2024 年，宽离子铣削 (BIM) 技术以 38.4% 的份额主导技术细分市场，受到青睐
• 在强大的半导体和电子行业的推动下，亚太地区在 2024 年占据市场领先地位，占全球份额的43.8%，价值35 亿美元。

设备类型分析

扫描电子显微镜在37.5% 由于其精确性和在微观结构分析中的广泛应用。

2024 年，扫描电子显微镜 (SEM) 在失效分析设备市场的按设备类型分析细分市场中占据主导地位，占有37.5%分享。其高分辨率成像和微尺度表面结构分析能力使其成为半导体、材料科学和电子制造等行业的重要工具。

聚焦离子束 (FIB) 系统紧随 SEM 的采用，能够在纳米级研磨和修改样品。这些系统广泛用于横截面和电路编辑，使其在故障定位和缺陷分析过程中不可或缺。

双束系统将 SEM 和 FIB 的功能结合在一个设置中，因其多功能性而受到欢迎。这些系统可以同时进行成像和材料改性，从而提高复杂故障调查的周转时间和准确性。

透射电子显微镜 (TEM) 虽然非常复杂，但通常保留用于需要原子级分辨率的高级应用。它们主要用于研发和学术

技术分析

宽离子铣削 (BIM) 技术因其在为微观评估准备精确横截面方面的有效性而占据主导地位，占 38.4%。

2024 年，宽幅离子铣削 (BIM) 技术占据了市场主导地位在故障分析设备市场的技术分析部分，占有38.4％的份额。 BIM 仍然是制备高质量横截面样品而不造成机械损坏的首选方法，特别是在半导体和电子行业。

反应离子蚀刻 (RIE) 技术在需要选择性材料去除的应用中仍然至关重要。其各向异性蚀刻功能支持复杂的电路和材料层分析，特别是在集成器件制造中。

化学机械平坦化 (CMP) 技术logy用于实现均匀的表面平整度。虽然它的作用比较小众，但它对于在分析之前实现半导体晶圆的无缺陷表面仍然至关重要。

聚焦离子束 (FIB) 技术虽然已经在设备术语中进行了讨论，但它也是精密蚀刻和材料改性中的一项关键独立技术。

二次离子质谱 (SIMS) 技术提供详细的元素成分分析，使其在故障原因识别中很有价值，尤其是在污染分析中。

能源。色散 X 射线光谱 (EDX) 技术支持 SEM 成像期间的快速元素检测，增强故障评估过程中的实时决策。

主要细分市场

按设备类型

• 扫描电子显微镜
• 聚焦离子束系统
• 双光束系统
• 透射电子显微镜

技术学

• 宽离子铣削（BIM）技术
• 反应离子刻蚀（RIE）技术
• 化学机械平坦化（CMP）技术
• 聚焦离子束（FIB）技术
• 二次离子质谱（SIMS）技术
• 能量色散X射线光谱（EDX）技术

驱动因素

先进半导体制造工艺的激增推动市场增长

先进半导体制造工艺正在推动故障分析设备市场发生重大转变。随着芯片变得越来越小、功能越来越强大，即使是最轻微的缺陷也可能导致系统故障。这需要极其精确的检测工具，从而推动了对高端故障分析解决方案的需求。

航空航天和国防部门也需要准确、高分辨率的检测方法。对于安全关键组件，必须在开发或生产过程中发现任何缺陷。这正在推动采用复杂的故障分析系统，尤其是军用级电子产品。

在汽车行业，用于安全系统的电子元件（例如 ADAS 和自动驾驶技术）的兴起使得故障分析变得至关重要。这些系统必须在所有条件下都能完美运行，从而增加了对精密测试和成像工具的依赖。

学术和商业材料科学实验室正在增加研究经费。因此，对能够在微米和纳米水平上研究材料的分析工具的需求不断增长。这推动了透射电子显微镜 (TEM)、SEM 和 FIB 系统的使用。

限制

高昂的初始资本投资和运营成本限制了市场采用

故障分析设备通常需要大量的前期投资。 SEM 和 FIB 系统等技术可能花费数十万美元，这限制了中小型企业的使用运营成本进一步加重了企业的负担。这些机器需要洁净室环境、定期校准以及离子源和探测器材料等消耗品，从而导致持续费用很高。

还缺乏能够操作和解释这些复杂系统数据的训练有素的人员。缺乏熟练的技术人员会减缓新兴经济体和中型行业的采用速度。

将新设备与旧基础设施集成会遇到技术障碍。许多公司在升级遗留系统以使用当今的数字连接工具方面面临挑战。这限制了系统兼容性和效率。

此外，高精度分析所需的定期维护和严格的校准协议意味着更长的停机时间和额外的资源，这些因素会阻碍投资。

增长因素

在故障分析中采用人工智能和机器学习开启新的增长途径

将人工智能和机器学习集成到故障分析设备中正在改变市场。这些技术可以快速分析模式、检测异常并预测故障，从而大大提高效率并减少人为错误。

对便携式和小型化故障分析工具的需求也不断增长。随着工程师在现场或现场工作，仍然提供高精度的紧凑型设备越来越受欢迎。

新兴经济体正在大力投资电子和电信基础设施。亚太地区、拉丁美洲和非洲国家正在扩大其工业能力，对经济实惠且可扩展的故障分析解决方案产生了强烈需求。

向绿色能源的转变，特别是在电池技术和太阳能材料方面，正在开辟新的应用领域。例如，锂离子电池的研发需要深入的结构分析，从而增加了对先进显微镜的需求

新兴趋势

向无损检测 (NDT) 技术的转变塑造市场趋势

无损检测正在成为故障分析市场的主要趋势。现在，各行业更喜欢保留样本结构的测试方法，同时仍能识别内部故障，尤其是昂贵或关键的组件。

基于云的数据管理也正在改变故障分析的进行方式。现在可以在全球团队之间安全地存储、分析和共享来自测试设备的数据，从而使流程更快、更具协作性。

3D 成像和断层扫描越来越多地用于微电子领域。这些技术无需对样品进行切片即可提供内部结构的详细可视化，从而提高了分析准确性。

最后，自动化和机器人技术正在集成到检测系统中。这些升级提高了可重复性，减少了手工劳动r，并实现高吞吐量测试，使其成为现代大规模制造环境的理想选择。

区域分析

亚太地区以 43.8% 的市场份额主导失效分析设备市场，价值 35 亿美元

由于半导体制造中心的强大存在，亚太地区引领全球失效分析设备市场，尤其是在中国、日本、韩国、台湾等国家。该地区的主导地位得益于对电子、汽车创新和材料研究的大量投资。 2024年亚太地区市场价值达到35亿美元，占全球份额43.8%领先。快速的工业化、研发活动和强大的先进实验室生态系统正在推动区域的持续增长。

北美故障分析设备市场趋势

北美在先进航空航天、国防和半导体行业的推动下，埃里卡在市场中保持着重要地位。美国发挥着关键作用，受益于政府和私营部门的技术创新和强劲的研发支出。高性能电子产品对基于纳米技术的分析和质量控制的需求不断增长，进一步增强了该地区的市场份额。

欧洲失效分析设备市场趋势

欧洲的失效分析设备市场受到其对汽车和工业工程质量保证的强烈关注的推动。德国和法国等国家处于将先进材料分析工具集成到制造和研究环境的前沿。可持续发展主导的技术升级和智能工厂的采用是该地区的关键推动因素。

中东和非洲故障分析设备市场趋势

中东和非洲地区正在逐步发展主要在石油和天然气、能源和国防等领域采用故障分析技术。虽然市场份额相对较小，但基础设施开发和本地化研发设施的投资预计将支持高端检测设备的长期增长。

拉丁美洲故障分析设备市场趋势

拉丁美洲在故障分析领域显示出新兴潜力，在工业、学术和电子应用中的采用日益增多。由于不断发展的制造业对质量标准和材料测试要求的认识不断增强，巴西和墨西哥等国家正在逐步采用这种技术。

地区提及：

主要地区和国家

北方美国

• 美国
• 加拿大

欧洲

• 德国
• 法国
• 英国
• 西班牙
• 意大利
• 欧洲其他地区

亚洲太平洋地区

• 中国
• 日本
• 韩国
• 印度
• 澳大利亚
• 亚太地区其他地区

拉丁美洲

• 巴西
• 墨西哥
• 拉丁地区其他地区美国

中东和非洲

• 海湾合作委员会
• 南非
• MEA其他地区

主要失效分析设备公司洞察

2024年，全球故障分析设备市场受到主要参与者的创新和战略举措的显着影响。这些公司正在通过产品开发、技术整合和全球扩张战略来加强其市场地位。

Jeol Ltd.继续在电子光学技术领域处于领先地位，特别是在扫描和透射电子显微镜领域。公司强大的研发基础和合作学术机构帮助其在高分辨率故障分析解决方案方面保持领先地位。

A&D Company Ltd.在精密测量仪器领域保持着稳固的立足点。它强调用户友好的界面设计和自动化集成，支持半导体和航空航天应用不断增长的需求。

布鲁克通过先进的光谱和显微镜系统扩展了其分析仪器产品组合。其在纳米力学测试和微观分析工具方面的持续创新使其成为材料科学研究的首选合作伙伴。

EAG（埃文斯分析集团）有限公司作为专门从事表面分析、显微镜和材料表征的服务提供商，发挥着关键作用。 EAG 能够提供快速、深入的分析见解，支持制造商减少停机时间并提高电子元件的可靠性。

这些公司共同致力于推动故障分析工具的技术发展，支持半导体、汽车和航空航天等行业解决微观缺陷并确保产品的高可靠性。他们的综合市场战略、对精确诊断的关注以及人工智能集成系统的采用预计将塑造故障分析设备市场到 2024 年及以后的增长轨迹。

市场中的主要参与者

• Jeol Ltd.
• A&D Company Ltd.
• 布鲁克
• EAG（埃文斯分析集团）
• Eurofins Scientific
• Exponent Inc.
• 日立高科技公司
• HORIBA, Ltd.
• Intertek Group PLC
• 徕卡显微系统有限公司
• Motion X Corp.
• 牛津仪器
• Semilab
• Tescan Orsay Holding， A.S.
• TESTiLABS

近期进展

• 2023 年 9 月，美国国家航空航天局最终科学基金会推出了24个研究和教育项目，总共拨款4560万美元来加速半导体技术的创新。这一举措得到了《2022 年芯片与科学法案》的支持，还强调先进制造业的劳动力发展。
• 2024 年 3 月，宾汉姆顿大学获得了100 万美元资金，旨在支持先进芯片制造业。该计划预计每年培训超过 100 名学生，为他们在半导体生产中担任高要求的角色做好准备。
• 2025 年 3 月，Hamamatsu Photonics Korea 成功建成了一座新的制造工厂，以提高生产能力。新工厂专为满足全球对半导体故障分析设备日益增长的需求而设计。