Stratistics MRC에 따르면 세계의 반도체 계측 및 검사 장비 시장 규모는 2025년 97억 7,000만 달러로 평가되었고 예측 기간 동안 CAGR은 8.9%를 나타낼 것으로 예측되며, 2032년에 177억 6,000만 달러에 이를 전망입니다. 반도체 계측 및 검사 장비는 제조 과정에서 반도체 웨이퍼와 장비의 특성을 평가하고 모니터링하기 위해 설계된 첨단 기기로 구성됩니다. 이러한 도구는 결함, 치수 변동 및 불규칙성을 식별하여 정확성, 품질 및 일관성을 보장합니다. 극히 작은 규모에서 정밀한 측정 및 분석을 가능하게 함으로써 공정 제어, 생산 수율 극대화, 엄격한 산업 표준 준수에 중요한 역할을 수행하여 전자 응용 분야를 위한 신뢰할 수 있고 고성능의 반도체 부품 제작을 지원합니다.
2025년 3월 arXiv에 따르면 주요 슈퍼컴퓨터는 약 20만개의 AI 칩을 사용하고 있으며 하드웨어 비용은 70억 달러로 평가되었고, 전력 소비는 300MW입니다.
높은 칩 품질과 수율에 대한 수요 증가
반도체 산업은 우수한 성능과 최소 결함을 가진 칩에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 이 추세는 AI, 5G, 자율 시스템과 같은 첨단 애플리케이션의 확산에 의해 주도되며, 이들은 극도로 정밀한 제조를 요구합니다. 장비 구조가 미세화됨에 따라 오차 허용 범위가 좁아져 고해상도 계측 및 검사 도구가 필수적입니다. 제조사들은 공정 제어 강화와 생산 수율 향상을 위해 차세대 장비에 대한 투자를 확대하고 있습니다. 광학 및 전자빔 검사 기술의 혁신은 실시간 결함 탐지 및 공정 최적화를 가능하게 합니다. 이러한 품질 보증에 대한 집중도 증대는 가치 사슬 전반에 걸쳐 시장 성장을 크게 촉진할 것으로 예상됩니다.
시스템 복잡화 및 처리량 병목 현상 증가
반도체 노드가 5nm 미만으로 발전함에 따라 검사 및 계측 시스템의 복잡성은 기하급수적으로 증가했습니다. 이러한 도구들은 이제 극도로 정밀하게 복잡한 3D 구조와 다층 패키징을 분석해야 합니다. 그러나 검사 과정에서 생성되는 데이터 양은 방대하여 정교한 분석과 고성능 컴퓨팅 인프라가 필요합니다. 이는 검사 속도가 생산 속도를 따라가지 못하는 경우가 많아 처리량 문제를 야기합니다. 또한 이러한 시스템을 기존 팹 워크플로우에 통합하려면 전문적인 노하우와 상당한 자본 투자가 필요합니다. 이러한 운영 및 기술적 장벽은 시장 확산을 늦추는 제동 장비 역할을 하며 시장 가속화를 저해하고 있습니다.
증가하는 고급 패키징 측정 요구
칩릿, 2.5D/3D IC, 팬아웃 웨이퍼 레벨 패키징이 확산됨에 따라, 상호 연결부, 범프 높이, TSV의 정밀 측정이 중요해지고 있습니다. 이러한 복잡한 구조를 나노미터 수준의 정확도로 처리할 수 있는 신흥 계측 솔루션이 설계되고 있습니다. 장비 공급업체들은 OSAT 및 IDM과 협력하여 고급 패키징 라인에 맞춤화된 도구를 개발하고 있습니다. 광학, X선 및 하이브리드 계측 기술의 융합으로 층 간 포괄적 검사가 가능해지고 있습니다. 이러한 진화하는 환경은 전문 계측 업체에게 상당한 성장 기회를 제공합니다.
급속한 기술의 노후화
반도체 산업은 칩 설계, 소형화 및 제조 공정의 지속적인 혁신에 힘입어 빠르게 진화합니다. 노드 축소와 장비 아키텍처의 복잡성 증가로 기존 계측 및 검사 장비는 빠르게 구식이 되어 빈번한 업그레이드나 완전한 교체가 필요해집니다. 이는 제품 수명 주기를 단축시키고 제조사의 연구개발(R&D) 및 자본 비용을 증가시킵니다. 신기술 발전 속도를 따라가지 못하는 기업은 정밀도와 정확성을 위한 첨단 솔루션을 요구하는 고객으로 인해 경쟁력을 상실할 위험에 처합니다. 결과적으로 혁신의 속도는 기술적 관련성과 수익성 유지를 위한 지속적인 도전 과제로 작용합니다.
COVID-19 팬데믹은 초기 글로벌 공급망을 교란시켜 계측 및 검사 장비의 납품과 설치를 지연시켰습니다. 그러나 동시에 반도체 팹에서 자동화와 원격 모니터링의 중요성을 부각시켰습니다. 그 결과 회복 단계에서 AI 기반 클라우드 연결 검사 도구에 대한 수요가 급증했습니다. 공급업체들은 인적 개입을 줄이기 위해 비접촉식 및 예측 유지보수 솔루션 개발을 가속화했습니다. 이 위기는 또한 지역별 제조 및 공급망 회복탄력성으로의 전략적 전환을 촉발했습니다.
리소그래피 계측 부문은 예측 기간 동안 최대가 될 전망
리소그래피 계측 부문은 첨단 공정 노드에서 패턴 충실도와 오버레이 정확도를 보장하는 핵심 역할로 인해 예측 기간 동안 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. EUV 리소그래피가 주류로 자리 잡으면서, 핵심 치수(CD)와 라인 엣지 러프니스(LER)의 정밀 측정 필요성이 더욱 커지고 있습니다. 이러한 장비들은 장비 성능을 저해할 수 있는 패터닝 결함을 탐지하는 데 필수적입니다. 해상도, 감도 및 처리량에 대한 지속적인 개선은 선도적인 팹 전반에 걸쳐 채택을 촉진하고 있습니다. 장비 공급업체들은 또한 결함 분류 및 공정 제어를 향상시키기 위해 AI와 머신 러닝을 통합하고 있습니다.
OSAT 공급업체 부문은 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예상됩니다
예측 기간 동안 OSAT 공급업체 부문은 첨단 패키징의 복잡성 증가에 힘입어 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예측됩니다. 반도체 제조사들이 2.5D/3D 통합 및 이종 어셈블리를 위해 OSAT에 점점 더 의존함에 따라, 특수 계측 장비에 대한 수요가 급증하고 있습니다. 이러한 공급업체들은 상호 연결 신뢰성과 패키지 무결성을 보장하기 위해 고정밀 검사 시스템에 투자하고 있습니다. 엄격한 품질 기준을 충족하기 위해 X선, 음향 및 하이브리드 계측 분야의 혁신이 빠르게 도입되고 있습니다. 팹라이트(fab-lite) 모델과 설계 아웃소싱의 증가 추세는 OSAT의 전략적 중요성을 더욱 부각시킵니다. 이러한 변화는 진화하는 반도체 환경에서 OSAT 업체들을 핵심 성장 동력으로 자리매김하게 합니다.
예측 기간 동안 아시아태평양 지역은 중국, 대만, 한국, 일본 등 국가들의 강력한 반도체 제조 생태계에 힘입어 최대 시장 점유율을 유지할 것으로 예상됩니다. 이들 국가에는 첨단 계측 인프라에 적극적으로 투자하는 주요 파운드리 및 IDM 기업들이 위치해 있습니다. 국내 칩 생산 및 연구개발을 지원하는 정부 정책은 지역 성장을 더욱 가속화하고 있습니다. 선도적인 장비 공급업체의 입지와 강력한 OSAT 기반은 검사 장비 수요를 증대시킵니다. 또한, 해당 지역의 AI, 5G, 자동차 전자 분야에 대한 집중은 더 높은 칩 품질에 대한 필요성을 촉진하고 있습니다.
예측 기간 동안 북미 지역은 반도체 연구개발(R&D) 및 팹 확장에 대한 강력한 투자에 힘입어 가장 높은 연평균 성장률(CAGR)을 보일 것으로 예상됩니다. 미국 CHIPS 법안 및 관련 자금 지원 정책은 국내 제조 및 장비 혁신을 촉진하고 있습니다. 주요 업체들은 5nm 이하 공정 및 3D 패키징 기술을 지원하기 위한 차세대 계측 장비 개발에 나서고 있습니다. 해당 지역의 AI 기반 분석, 사이버 보안, 자동화에 대한 강조는 검사 역량을 강화하고 있습니다. 학계, 국가 연구소, 산업계 간의 협업은 활기찬 혁신 생태계를 조성하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Semiconductor Metrology and Inspection Equipment Market is accounted for $9.77 billion in 2025 and is expected to reach $17.76 billion by 2032 growing at a CAGR of 8.9% during the forecast period. Semiconductor Metrology and Inspection Equipment comprises advanced instruments designed to assess and monitor the characteristics of semiconductor wafers and devices during manufacturing. These tools help identify defects, dimensional variations, and irregularities, ensuring accuracy, quality, and consistency. By enabling precise measurement and analysis at extremely small scales, they play a vital role in process control, maximizing production yield, and adhering to rigorous industry standards, thereby facilitating the creation of reliable and high-performance semiconductor components for electronic applications.
According to arXiv in March 2025, the leading supercomputer used approximately 200,000 AI chips cost USD 7 billion in hardware, and draw 300 MW of power.
Rising demand for higher chip quality and yield
The semiconductor industry is witnessing a surge in demand for chips with superior performance and minimal defects. This trend is driven by the proliferation of advanced applications such as AI, 5G, and autonomous systems, which require extremely precise fabrication. As device geometries shrink, the margin for error narrows, making high-resolution metrology and inspection tools indispensable. Manufacturers are increasingly investing in next-generation equipment to ensure tighter process control and higher production yields. Innovations in optical and e-beam inspection technologies are enabling real-time defect detection and process optimization. This heightened focus on quality assurance is expected to significantly propel market growth across the value chain.
Increasing system complexity and throughput bottlenecks
As semiconductor nodes advance below 5nm, the complexity of inspection and metrology systems has grown exponentially. These tools must now analyze intricate 3D structures and multilayered packaging with extreme precision. However, the volume of data generated during inspection is massive, requiring sophisticated analytics and high-performance computing infrastructure. This creates throughput challenges, as inspection speed often lags behind production rates. Additionally, integrating these systems into existing fab workflows demands specialized expertise and significant capital investment. These operational and technical hurdles are slowing down widespread adoption, acting as a brake on market acceleration.
Growing need for advanced packaging metrology
As chiplets, 2.5D/3D ICs, and fan-out wafer-level packaging gain traction, precise measurement of interconnects, bump heights, and TSVs becomes critical. Emerging metrology solutions are being designed to handle these complex architectures with nanometer-level accuracy. Equipment vendors are collaborating with OSATs and IDMs to develop tools tailored for advanced packaging lines. The convergence of optical, X-ray, and hybrid metrology techniques is enabling comprehensive inspection across layers. This evolving landscape presents a significant growth opportunity for specialized metrology providers.
Rapid technological obsolescence
The semiconductor industry evolves swiftly, driven by continuous innovations in chip design, miniaturization, and manufacturing processes. As nodes shrink and device architectures become more complex, existing metrology and inspection tools can quickly become outdated, requiring frequent upgrades or complete replacements. This shortens product life cycles and increases R&D and capital costs for manufacturers. Companies that fail to keep pace with emerging technologies risk losing competitiveness, as customers demand advanced solutions for precision and accuracy. Consequently, the pace of innovation poses a persistent challenge to maintaining technological relevance and profitability.
The COVID-19 pandemic initially disrupted global supply chains, delaying the delivery and installation of metrology and inspection equipment. However, it also underscored the importance of automation and remote monitoring in semiconductor fabs. As a result, demand for AI-enabled, cloud-connected inspection tools surged during the recovery phase. Vendors accelerated the development of contactless and predictive maintenance solutions to reduce human intervention. The crisis also prompted strategic shifts toward regional manufacturing and supply chain resilience.
The lithography metrology segment is expected to be the largest during the forecast period
The lithography metrology segment is expected to account for the largest market share during the forecast period, due to its critical role in ensuring pattern fidelity and overlay accuracy at advanced nodes. As EUV lithography becomes mainstream, the need for precise measurement of critical dimensions and line-edge roughness intensifies. These tools are essential for detecting patterning defects that could compromise device performance. Continuous improvements in resolution, sensitivity, and throughput are driving adoption across leading-edge fabs. Equipment providers are also integrating AI and machine learning to enhance defect classification and process control.
The OSAT providers segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the OSAT providers segment is predicted to witness the highest growth rate, driven by the rising complexity of advanced packaging. As chipmakers increasingly rely on OSATs for 2.5D/3D integration and heterogeneous assembly, demand for specialized metrology tools is surging. These providers are investing in high-precision inspection systems to ensure interconnect reliability and package integrity. Innovations in X-ray, acoustic, and hybrid metrology are being rapidly adopted to meet stringent quality standards. The growing trend of fab-lite models and design outsourcing further amplifies OSATs' strategic importance. This shift positions them as key growth drivers in the evolving semiconductor landscape.
During the forecast period, the Asia Pacific region is expected to hold the largest market share, fueled by robust semiconductor manufacturing ecosystems in countries like China, Taiwan, South Korea, and Japan. These nations are home to major foundries and IDMs that are aggressively investing in advanced metrology infrastructure. Government initiatives supporting domestic chip production and R&D are further accelerating regional growth. The presence of leading equipment vendors and a strong OSAT base enhances the demand for inspection tools. Additionally, the region's focus on AI, 5G, and automotive electronics is driving the need for higher chip quality.
Over the forecast period, the North America region is anticipated to exhibit the highest CAGR, driven by strong investments in semiconductor R&D and fab expansion. The U.S. CHIPS Act and related funding initiatives are catalyzing domestic manufacturing and equipment innovation. Leading players are developing next-gen metrology tools to support sub-5nm and 3D packaging technologies. The region's emphasis on AI-driven analytics, cybersecurity, and automation is enhancing inspection capabilities. Collaborations between academia, national labs, and industry are fostering a vibrant innovation ecosystem.
Key players in the market
Some of the key players in Semiconductor Metrology and Inspection Equipment Market include KLA Corporation, Toray Engineering Co., Ltd., Hitachi High-Tech Corporation, JEOL Ltd., Applied Materials Inc., Lasertec Corporation, Onto Innovation Inc., SCREEN Holdings Co., Ltd., ASML Holding N.V., Advantest Corporation, Tokyo Electron Limited, Nikon Corporation, Nova Ltd., Carl Zeiss SMT GmbH, and Camtek Ltd.
In August 2025, Hitachi Energy has completed the acquisition of the remaining stake in eks Energy, a technology and market leader in power electronics and control solutions to deliver a scalable, flexible, and complete approach for energy storage customers. Hitachi Energy acquired a majority stake in eks Energy.
In April 2025, Major League Pickleball (MLP) and Japanese materials manufacturer Toray Industries, Inc. announced an agreement naming Toray a platinum partner with Kitchen branding at the professional, coed, team pickleball league's events. This partnership makes Toray the first-ever Asia-based partner of MLP, expanding the league's brand reach internationally as pickleball continues its unmatched domestic growth.