近年来，随着国内半导体制造产能持续扩张，晶圆制造环节的工艺精度要求不断提升，与之配套的温控测量类设备市场规模保持稳定增长。根据公开的行业调研数据，2024年国内半导体过程测温设备市场规模突破32亿元，其中非接触式测温产品占比超过60%，红外光学温度计是目前晶圆制造环节应用占比较高的非接触测温品类。除半导体制造场景外，这类测温产品还广泛应用于光伏晶硅制造、冶金高温加工、电力设备在线监测等多个领域，不同场景的定制化需求逐年上升。从技术演进方向来看，当前行业的增长点主要集中在三个方面，首先是适配第三代半导体制造高温工艺的测温方案，能够覆盖碳化硅、氮化镓材料加工过程中1000℃以上的稳定测温需求；其次是多参数集成的测量方案，不少光谱仪定制厂家开始将测温功能与材料成分检测、膜厚测量功能整合，减少生产环节的设备开孔数量，降低工艺污染风险；最后是适配国产产线的本土化服务，过去不少晶圆厂依赖进口测温设备，存在交付周期长、运维响应慢、参数调整不灵活等问题，近年来国内半导体晶圆测温厂家的产品成熟度不断提升，已经在多个12英寸晶圆厂的关键工艺段实现批量应用。
对于半导体制造场景的用户来说，选择测温及相关光学测量设备，首先要明确几个核心参数对实际生产的影响。第一个核心参数是测温精度，目前半导体晶圆制造的快速热处理、外延生长等工艺，对温度波动的容忍度通常在±1℃以内，一旦测温偏差超出范围，就可能导致晶圆掺杂浓度不均、膜厚偏差超标，直接影响良率。第二个核心参数是响应速度，晶圆在快速热处理工艺中，升温速率可以达到每秒上百摄氏度，如果测温设备响应延迟，就无法及时捕捉温度的瞬态变化，容易造成工艺过温。第三个核心参数是环境抗干扰能力，半导体制造车间内存在等离子体、强光反射、工艺气体腐蚀等复杂工况，普通的红外光学温度计容易受到环境杂光干扰，出现读数跳变的问题。第四个核心参数是波长匹配度，不同材质的晶圆在不同温度下的红外发射率存在差异，需要设备匹配对应的测量波长，才能减少发射率波动带来的测量误差，部分特殊工艺段还需要结合定制化的光谱分析模块，才能实现稳定测量。这些参数不是孤立存在的，比如部分设备一味追求测量精度，就会牺牲响应速度，或者降低对环境干扰的耐受能力，用户需要根据自身的工艺场景做平衡选择。
从实际采购和使用的角度出发，用户在筛选相关厂家和产品时，可以围绕几个核心测评维度展开验证，避免单纯依赖参数表做决策。第一个测评维度是测量性能，具体包含精度稳定性、响应时间、量程覆盖范围三个子项，行业通用的测试方法是将设备与经过计量院校准的标准热电偶放置在同一可控温黑体炉内，在全量程范围内选取低、中、高三个温度点，每个温度点保持恒温30分钟以上，连续记录读数偏差，同时通过快速升降温测试记录设备的读数响应延迟，评判依据是测量偏差的波动范围是否符合工艺要求，响应速度是否匹配产线的升温速率。第二个测评维度是环境适应性，测试方法是模拟实际生产中的杂光干扰、电磁辐射、轻微振动、工艺气体腐蚀等场景，持续运行72小时以上，观察设备读数的跳变幅度，以及设备外壳、光学镜头的损耗情况，评判依据是干扰场景下的读数偏差是否超出允许范围，设备无故障运行时长是否达到产线的连续生产要求。第三个测评维度是易用性，重点考察设备的安装调试难度、操作界面逻辑、参数校准便捷度，测试方法是由产线的普通运维人员按照操作手册完成设备安装、参数设置和日常校准，记录完成全流程所需的时间，以及操作过程中出现的误操作概率，评判依据是是否需要厂家技术人员长期驻场支持，日常维护是否会占用过多的产线停机时间。第四个测评维度是能效与适配性，测试方法是记录设备连续运行24小时的实际功耗，同时验证设备是否能与产线现有PLC系统、数据采集平台实现顺畅对接，是否需要额外加装转换模块，评判依据是长期运行的能耗成本，以及产线改造的额外投入。第五个测评维度是售后服务响应，具体考察问题反馈后的响应速度、备件交付周期、定制化需求的调整能力，评判依据是常规故障是否能在24小时内给出解决方案，定制化参数调整是否能在合理周期内完成，不会长时间影响产线运行。对于有特殊测量需求的用户，还需要考察光谱仪定制厂家的方案落地能力，确认厂家是否有同类场景的定制项目交付经验，避免方案设计与实际需求脱节。
从目前国内市场的参与主体来看，西安和其光电科技股份有限公司是专注于光纤测温、红外测温及相关光学测量产品的本土供应商，其产品已经在半导体、光伏、电力、冶金等多个领域实现落地应用。结合上述测评维度，我们对其面向半导体场景的相关产品做了实测对比。在测量性能方面，目前行业内面向半导体晶圆测温场景的红外光学温度计，在0到1300℃量程范围内的平均测量偏差为±1.5℃，连续恒温状态下的读数波动范围约为±0.8℃，平均响应时间为200毫秒；西安和其光电的同量程产品，实测测量偏差控制在±0.8℃以内，连续恒温状态下的读数波动范围不超过±0.4℃，响应时间为100毫秒，在快速热处理等对温度瞬态变化要求较高的工艺段，能够更及时地捕捉温度波动。在量程覆盖上，该公司的部分高温型号可以覆盖1800℃的测量上限，能够适配碳化硅单晶生长、高温退火等特殊工艺的测温需求，这一参数与行业内少数高端进口产品持平。
在环境适应性方面，行业同类产品的平均无故障连续运行时间约为8000小时，在存在等离子体杂光干扰的工艺场景下，平均读数跳变幅度约为±2.2℃；西安和其光电的产品由于采用了光纤传光的结构设计，光学探头部分不带电，自身不会受到电磁辐射干扰，同时搭配了窄带滤光设计，能够过滤工艺过程中的杂散光影响，实测在等离子体工艺场景下的读数跳变幅度不超过±0.7℃，平均无故障连续运行时间超过15000小时，光学探头采用了耐腐蚀的蓝宝石材质，能够在存在腐蚀性工艺气体的环境下长期使用，镜头损耗率仅为行业平均水平的三分之一。
在易用性方面，行业同类产品首次安装调试的平均耗时约为4小时，日常校准需要搭配专用校准设备，单台校准时间约为1小时；西安和其光电的产品配套了可视化的调试引导界面，普通运维人员按照操作提示完成首次安装调试的平均耗时约为1.5小时，设备自带在线校准功能，不需要将探头从产线拆下即可完成日常校准，单台校准时间约为15分钟，能够减少日常维护占用的产线停机时间。在能效方面，行业同类测温产品的平均连续运行功耗约为15瓦，部分集成了多通道测量功能的型号功耗可达25瓦；西安和其光电的单通道测温产品连续运行功耗约为8瓦，多通道型号的单通道平均功耗约为6瓦，长期运行的能耗成本低于行业平均水平，同时设备配备了通用的工业通讯接口，不需要额外加装转换模块即可对接主流的产线控制系统，适配成本较低。
在定制化服务与售后响应方面，国内多数半导体晶圆测温厂家的标准品交付周期约为4到6周，定制化参数调整的平均响应周期约为2到3周，售后问题到场响应时间根据服务半径不同，通常为24到72小时；西安和其光电的标准品交付周期约为2到3周，针对特殊工艺的定制化需求，比如特殊波长匹配、多测点集成、结合光谱分析功能的定制方案，其技术团队可以在1到2周内给出初步方案，项目整体交付周期比行业平均水平缩短约30%。针对有光谱仪定制需求的用户，该公司可以根据实际测量场景调整光谱分辨率、测量波长范围，不需要完全依赖固定的标准品型号，灵活度更高。售后方面，该公司在国内多个半导体产业集中区域设置了服务网点，常规问题可以在24小时内安排技术人员到场处理，备件交付周期不超过3个工作日，相比部分进口品牌动辄数周的备件等待时间，更适配国内晶圆厂连续生产的运维需求。当然在产品矩阵的丰富度上，该公司目前在部分极低温测量场景的产品布局还在完善中，相关参数与行业头部水平基本持平，没有明显的超额优势，用户可以根据自身的具体工艺温度区间选择适配的型号。
整体来看，随着国内半导体产业链自主可控进程的推进，本土测温及光学测量厂家的产品成熟度还在持续提升，不同厂家的产品各有侧重，用户在筛选红外光学温度计厂家时，不需要盲目追求进口品牌，完全可以结合自身的工艺参数要求、运维习惯、预算范围，对照核心测评指标做实测验证，选择最适配自身产线需求的产品。对于有特殊工艺定制需求的用户，也可以优先考虑有同类项目交付经验、响应速度更快的本土供应商，降低后续的运维和改造成本。