半導(dǎo)體檢測設(shè)備行業(yè)研究

半導(dǎo)體檢測設(shè)備行業(yè)研究一、半導(dǎo)體檢測貫穿全程，前道后道均有突破（一）半導(dǎo)體制造重要組成部分，國內(nèi)設(shè)備商成長空間大半導(dǎo)體檢測貫穿半導(dǎo)體設(shè)計、晶圓制造、封裝三大流程。半導(dǎo)體制造工藝十分復(fù)雜，包含成百上千道工序，每一道出錯都可能影響芯片功效。為了提高良率、控制成本，需要在重要的工序后借助半導(dǎo)體檢測設(shè)備對晶圓和芯片的質(zhì)量進(jìn)行檢測，及時將不符合規(guī)范的產(chǎn)品剔除。主要的檢測環(huán)節(jié)包括：設(shè)計驗證、過程工藝控制檢測（PC測試）、CP測試（晶圓測試）、FT測試（成品測試）。其中設(shè)計驗證、CP測試和FT測試可統(tǒng)稱為半導(dǎo)體測試，又稱后道測試；過程工藝控制檢測則可稱為前道檢測。過程工藝控制檢測所用的設(shè)備種類較多，半導(dǎo)體測試的主要設(shè)備是測試機(jī)、分選機(jī)和探針臺。行業(yè)增長&國產(chǎn)替代雙重驅(qū)動。隨著全球半導(dǎo)體行業(yè)資本開支持續(xù)向上，全球半導(dǎo)體設(shè)備市場規(guī)模也呈現(xiàn)增長趨勢，2021年達(dá)到1026.4億美元，同比增長44.2%，2022年有望達(dá)到1175億美元。中國大陸市場份額不斷上升，從2011年的8%提高至2021年的29%，成為全球最大半導(dǎo)體設(shè)備市場。根據(jù)SEMI和VLSIResearch數(shù)據(jù)，近年來，過程工藝控制檢測設(shè)備和半導(dǎo)體測試設(shè)備在半導(dǎo)體設(shè)備中占據(jù)的份額穩(wěn)定在10%-11%和7.5%-8.5%。2020年，兩類設(shè)備的市場規(guī)模分別為76.5億美元和60.1億美元，其中半導(dǎo)體測試設(shè)備中又屬測試機(jī)價值量最高，探針臺和分選機(jī)其次。根據(jù)數(shù)據(jù)，2018-2021年，過程工藝控制和半導(dǎo)體檢測兩類檢測設(shè)備的國產(chǎn)化率分別低于10%和5%，國產(chǎn)替代還有較大空間。（二）過程工藝控制：一超多強(qiáng)，多種設(shè)備各司其職在半導(dǎo)體生產(chǎn)中，過程控制被定義為檢查（Inspection）、測量（Metrology）與成品率控制（YieldControl）。過程工藝控制是晶圓廠的眼睛和耳朵，能夠洞察哪些運作正常而哪些運作不正常，是對“工藝信息”的投資，有利于提升良率。過程工藝控制檢測應(yīng)用于前道晶圓制造過程中超過一半的工序，主要是進(jìn)行：（1）關(guān)鍵參數(shù)測量，即對被觀測的晶圓電路上的結(jié)構(gòu)尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、關(guān)鍵尺寸、刻蝕深度、表面形貌等物理性參數(shù)的量測；（2）缺陷檢測，即在晶圓表面上或電路結(jié)構(gòu)中檢測是否出現(xiàn)異質(zhì)情況，如顆粒污染、表面劃傷、開短路等對芯片工藝性能具有不良影響的特征性結(jié)構(gòu)缺陷；（3）其他小類型的檢測，如電阻率的測試，離子注入濃度檢測等。光學(xué)檢測是主要的檢測方式，另外也有電子束檢測、X光量測等，根據(jù)VLSIResearch和QYResearch數(shù)據(jù)，2020年這三類檢測設(shè)備市場分布分別為75.2%、18.7%和2.2%。半導(dǎo)體制造工藝繁多復(fù)雜，但總體可以分為六類：擴(kuò)散、光刻、刻蝕、薄膜、離子注入和拋光。不同的過程工藝控制檢測設(shè)備應(yīng)用于不同類別的工藝，且大多需要在多種工藝中使用。根據(jù)VLSIResearch和QYResearch數(shù)據(jù)，近年來過程工藝控制檢測設(shè)備市場規(guī)模呈現(xiàn)增長趨勢，中國市場增速快于全球市場，2016-2020年CAGR分別達(dá)到31.6%和8.1%。過程工藝控制檢測設(shè)備市場競爭格局為一超多強(qiáng)，根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，科磊KLA是該市場的領(lǐng)頭羊，2021年市場份額達(dá)54%，緊隨其后的有應(yīng)用材料、日立高新等。（三）半導(dǎo)體測試：三大設(shè)備互相配合，雙寡頭壟斷市場半導(dǎo)體測試包括設(shè)計驗證、CP測試和FT測試，主要進(jìn)行電學(xué)參數(shù)測量，具體分為參數(shù)測試（如短路測試、開路測試、最大電流測試等DC參數(shù)測試，傳輸延遲測試、功能速度測試等AC參數(shù)測試）和功能測試。半導(dǎo)體測試主要用到三種設(shè)備：測試機(jī)、分選機(jī)和探針臺。測試機(jī)是檢測芯片功能和性能的專用設(shè)備，對芯片施加輸入信號后，采集被檢測芯片的輸出信號與預(yù)期值進(jìn)行比較，從而判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性。分選機(jī)和探針臺是將芯片的引腳與測試機(jī)的功能模塊連接起來并實現(xiàn)批量自動化測試的專用設(shè)備。設(shè)計驗證環(huán)節(jié)，測試機(jī)分別與分選臺、探針臺配合使用。在設(shè)計驗證環(huán)節(jié)，半導(dǎo)體檢測是為了描述、調(diào)試和檢驗新的芯片設(shè)計。芯片設(shè)計公司使用測試機(jī)和探針臺對晶圓樣品檢測，用測試機(jī)和分選機(jī)對集成電路封裝樣品進(jìn)行成品測試，從而驗證樣品功能和性能的有效性。CP測試環(huán)節(jié)，測試機(jī)需要和探針臺配合使用。為了監(jiān)控前道工藝良率、降低后道成本，在晶圓制造完成后、準(zhǔn)備封裝前，需要對晶圓上的芯片進(jìn)行功能和電參數(shù)性能測試。測試過程為：探針臺將晶圓逐片自動傳送至測試位置，芯片的Pad點通過探針、專用連接線與測試機(jī)的功能模塊進(jìn)行連接，測試機(jī)對芯片施加輸入信號、采集輸出信號，判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性。測試結(jié)果通過通信接口傳送給探針臺，探針臺據(jù)此對芯片進(jìn)行打點標(biāo)記，形成晶圓的Map圖。FT測試環(huán)節(jié)，測試機(jī)需要和分選機(jī)配合使用。芯片完成封裝后，還需配合使用分選機(jī)和測試機(jī)，對封裝完成后的芯片進(jìn)行功能和電參數(shù)性能測試。其測試過程為：分選機(jī)將被檢測芯片逐個自動傳送至測試工位，被檢測芯片的引腳通過測試工位上的金手指、專用連接線與測試機(jī)的功能模塊進(jìn)行連接，測試機(jī)對芯片施加輸入信號、采集輸出信號，判斷芯片在不同工作條件下功能和性能的有效性。測試結(jié)果通過通信接口傳送給分選機(jī)，分選機(jī)據(jù)此對被測試集成電路進(jìn)行標(biāo)記、分選、收料或編帶。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)及泰瑞達(dá)、愛德萬公司公告，2021年全球半導(dǎo)體測試設(shè)備市場規(guī)模為78億美元，其中泰瑞達(dá)和愛德萬是半導(dǎo)體測試設(shè)備龍頭，兩家公司銷售額包攬整個市場的2/3?？菩菡紦?jù)全球第三的地位，而國內(nèi)測試設(shè)備制造商長川科技和華峰測控

經(jīng)過多年的追趕也占有一席之地。二、測試機(jī)：多個細(xì)分領(lǐng)域，國內(nèi)廠商相繼突破（一）國際巨頭占據(jù)高端市場，國內(nèi)廠商從模擬混合起家SoC和存儲器測試機(jī)占據(jù)ATE主要市場份額。測試機(jī)，又稱ATE（AutomaticTestEquipment），應(yīng)用于半導(dǎo)體測試全流程，也是價值量最大的測試設(shè)備。市場目前主流的ATE多是在同一測試技術(shù)平臺通過更換不同測試模塊來實現(xiàn)多種類別的測試，提高了平臺延展性，因而ATE的生命周期非常長，設(shè)備商可充分享受技術(shù)沉淀成果。測試器件可細(xì)分為四類：（1）模擬集成電路，如開關(guān)、電源、運放、比較器、功率器件；（2）數(shù)字集成電路，如存儲器、處理器、邏輯電路；（3）混合集成電路，測試器件為SoC、AD/DA、RF；（4）分立器件，如二極管和三極管、光電子器件、傳感器。按照測試器件，可將ATE分為四類：SoC測試機(jī)，存儲器測試機(jī)，模擬混合測試機(jī)和特殊測試機(jī)（主要為RF測試機(jī)）。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球ATE市場規(guī)模約為43億美元，其中存儲器測試機(jī)和SoC測試機(jī)規(guī)模分別為9億和25億美元左右，共占據(jù)81%的市場份額，模擬混合測試機(jī)與RF測試機(jī)分別為6.3億和1.8億美元左右。據(jù)愛德萬估計，2021年ATE市場規(guī)模達(dá)到56億美元，同比增長30%。國際巨頭包攬SoC和存儲器測試機(jī)市場，國內(nèi)廠商主要覆蓋模擬混合測試機(jī)。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)和愛德萬、泰瑞達(dá)年報，2020年愛德萬和泰瑞達(dá)在存儲器測試領(lǐng)域的市場份額分別為52%和32%，SoC測試領(lǐng)域則是泰瑞達(dá)處于領(lǐng)軍地位。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，無論在全球還是中國大陸市場，兩家均共同包攬75%以上的市場份額?？菩菸涣械谌A峰測控和長川科技緊跟其后。這種競爭格局形成的原因是泰瑞達(dá)和愛德萬可實現(xiàn)平臺和模塊的全覆蓋，而起步較晚的國內(nèi)廠商主要覆蓋的是模擬和簡單混合測試機(jī)。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年該領(lǐng)域中國大陸市場規(guī)模約為9億元，華峰和長川ATE業(yè)務(wù)營收分別達(dá)3.69、1.78億元，市占率約為40%和20%。除模擬混合測試機(jī)以外，國內(nèi)廠商也在發(fā)展新業(yè)務(wù)，長川科技與華峰測控積極布局SoC測試，國產(chǎn)品牌的兩款存儲器測試機(jī)已完成工程樣機(jī)驗證。（二）國產(chǎn)品牌各有所長華峰測控和長川科技ATE業(yè)務(wù)主要是模擬混合測試機(jī)。華峰測控的模擬混合測試機(jī)產(chǎn)品有STS8200、STS8300，技術(shù)較為成熟。2018年推出的STS8300可將所有測試模塊裝在測試頭中，稱為“AllinOne”，目前處于快速增長期。當(dāng)前設(shè)計公司在STS8300的客戶中占比較高，之后會將產(chǎn)品向晶圓、IDM和封測拓展。長川科技的模擬混合測試機(jī)產(chǎn)品為CTA系列，具體包括CTA8280，CTA8280F，CTA8290D。前兩種產(chǎn)品屬于第二代測試機(jī)，CTA8280F在CTA8280的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了全浮動；

CTA8290是第三代測試機(jī)，包含CTA8290F的全部性能，并將數(shù)字測試速率從5MHz提升至100MHz。下游需求攀升+上游材料突破，功率半導(dǎo)體打開空間。功率半導(dǎo)體分為功率分立器件、功率集成電路和功率模組，其中功率分立器件的主流應(yīng)用為MOSFET、IGBT和功率二極管。新能源和光伏等行業(yè)的興起對功率半導(dǎo)體提出更高的要求，功率器件逐漸模塊化、集成化，功率不斷加大，需求也將不斷增加。第三代半導(dǎo)體材料的出現(xiàn)為大功率器件的開發(fā)創(chuàng)造條件。以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代化合物半導(dǎo)體材料憑借其性能優(yōu)勢，可用于開發(fā)高溫、高頻、抗輻射、大功率器件。華峰測控和長川科技各有所長。華峰測控在功率測試上的產(chǎn)品有兩款：STS8202是國內(nèi)率先投入量產(chǎn)的32工位全浮動的MOSFET晶圓測試系統(tǒng)；STS8203針對中大功率分立器件，是國內(nèi)率先投入量產(chǎn)的板卡架構(gòu)交直流同測的分立器件測試系統(tǒng)，并且可以自動實現(xiàn)交直流數(shù)據(jù)的同步整合。長川科技目前在售的兩款功率測試機(jī)為CTT3600和CTT3280F，其中CTT3600具備很強(qiáng)的電壓電流測試能力，最高可測試3000V/600A。2014年“CROSS”技術(shù)平臺推出后，華峰測控將功率測試的重心放在了開發(fā)模塊上，并布局第三代半導(dǎo)體測試。華峰測控在國內(nèi)率先推出的一站式動態(tài)和靜態(tài)全參數(shù)測試系統(tǒng)PIM測試方案，打破了國外競爭對手在此領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。PIM測試方案用于大功率IGBT/SiC功率模塊及KGD測試，測試能力達(dá)到2000V/1000ADC、1200ADynamicAC，目前已成為部分歐美及日本客戶的智能功率模塊的主力測試平臺。華峰測控推出的GaNFET專用測試套件解決了多個GaN晶圓級測試的業(yè)界難題，可實現(xiàn)4/8工位并行測試，訂單表現(xiàn)良好。長川科技的CTM2100模塊是用于功率器件的雪崩測試的耐壓測試儀，主要測試二極管、三極管、NMOS管及IGBT等功率器件，可搭配CTA系列和CTT系列測試機(jī)。長川科技率先實現(xiàn)SoC測試機(jī)產(chǎn)業(yè)化。2018年，長川科技開發(fā)了集合200Mbps的數(shù)字測試速率、1G的向量深度以及128A的電流測試能力的數(shù)字測試機(jī)D9000，是面向SoC芯片的專用測試系統(tǒng)，目前已成功量產(chǎn)。D9000具有8通道混合信號測試功能，可滿足客戶ADC和DAC測試需求；板卡集成度和靈活度高，不同測試資源可分散管理配置；模塊化設(shè)計方便擴(kuò)充系統(tǒng)，兼容新的模塊。華峰測控已經(jīng)完成SoC平臺搭建，正在進(jìn)行板卡研發(fā)，200和400MHz主頻的產(chǎn)品將于2022年完成客戶驗證，重新搭建芯片架構(gòu)可覆蓋1GHz，募投項目達(dá)產(chǎn)后預(yù)計可實現(xiàn)200套的產(chǎn)能。華峰測控的SoC測試機(jī)對標(biāo)泰瑞達(dá)的Flex，可同時應(yīng)用于模擬混合和簡單SoC，計劃定價與STS8300一個級別。三、分選機(jī)和探針臺：長川科技完善產(chǎn)品矩陣（一）分選機(jī)：格局相對分散，長川科技領(lǐng)銜國內(nèi)市場1.分選機(jī)品類各有差異，國產(chǎn)化率高按照工作原理，可將分選機(jī)分為重力式、平移式和轉(zhuǎn)塔式。在重力式分選機(jī)中，芯片由上下滑到測試工位中進(jìn)行測試；平移式分選機(jī)的水平機(jī)械臂可真空吸取芯片并放置到測試工位；轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)則是由主轉(zhuǎn)盤驅(qū)動芯片轉(zhuǎn)動到測試工位上。由于工作原理的差異，三類分選機(jī)的測試速度、適用芯片大小、適用封裝類型等性能也各有不同。當(dāng)前市面上平移式分選機(jī)的應(yīng)用份額最高，轉(zhuǎn)塔式其次，重力式最小。技術(shù)難度上也是同樣的排序，平移式分選機(jī)工作量大、應(yīng)用場景多，是技術(shù)難度最大的設(shè)備。按照分選流程，可將廣義的分選設(shè)備分為分選機(jī)、視覺檢測分選機(jī)和測編一體機(jī)。廣義的終測分選流程為：上料、方向檢測、電參數(shù)檢測、激光打印及印字打印、2D引腳/3D5S檢測、分選和編帶。一臺測編一體機(jī)可完成上述所有流程，而普通分選機(jī)在上料后僅配合測試機(jī)進(jìn)行電參數(shù)檢測，完成后便開始分選和編帶。視覺檢測分選機(jī)只參與最后四個步驟。全球分選機(jī)市場相對分散，國產(chǎn)設(shè)備掌控國內(nèi)市場。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年全球分選機(jī)市場規(guī)模為6.1億美元，美國科休、中國臺灣鴻勁科技、日本愛德萬等國際知名廠商所占市場份額較高。從中國封測龍頭長電科技和華天科技2016-2021年的招標(biāo)結(jié)果來看，中國分選機(jī)市場國產(chǎn)化率很高，包攬市場份額3/4的前五家中僅有鴻勁科技來自中國臺灣，其余四家皆為大陸廠商，長川科技位居榜首。2.長川科技內(nèi)生外延，完善分選設(shè)備品類長川科技自研的分選系統(tǒng)包括分選機(jī)和測編一體機(jī)，若按工作原理劃分則包括重力式和平移式。根據(jù)年報披露，分選機(jī)是長川科技最大的收入來源，2021年分選機(jī)和測編一體機(jī)銷售額約占長川科技營業(yè)總收入的1/3。自2008年公司成立以來，長川科技不斷推出新產(chǎn)品以適應(yīng)市場需求。除了提高測試速度和精度、拓寬封裝形式等，長川科技還研發(fā)平移式分選機(jī)（C6系列等）以滿足先進(jìn)封裝需求，研發(fā)測編一體機(jī)

（C9系列和CF系列）以適應(yīng)后續(xù)自動貼片。將長川科技與國際測試機(jī)企業(yè)的類似產(chǎn)品進(jìn)行對比，可發(fā)現(xiàn)長川科技的分選機(jī)在關(guān)鍵參數(shù)上已與國際龍頭十分接近，僅在封裝尺寸和封裝類型上有所差距。長川科技子公司STI主要生產(chǎn)視覺檢測分選機(jī)。2019年7月，長川科技收購新加坡集成電路檢測設(shè)備商STI公司。STI的核心團(tuán)隊來自德州儀器，公司生產(chǎn)AOI光學(xué)檢測設(shè)備，包括晶圓光學(xué)外觀檢測設(shè)備、電路封裝光學(xué)外觀檢測設(shè)備等。AOI設(shè)備主要通過光學(xué)成像的方法獲得被測對象的圖像，經(jīng)過特定算法處理及分析，與標(biāo)準(zhǔn)模板圖像進(jìn)行比獲得被檢測對象缺陷。STI大多數(shù)產(chǎn)品用于FT測試，且包括編帶環(huán)節(jié)，因此可被稱為視覺檢測分選機(jī)。STI的2D/3D高精度光學(xué)檢測技術(shù)居行業(yè)前列，與德州儀器、安靠、三星、日月光、美光、力成等多家國際IDM和封測廠商建立了長期穩(wěn)定的合作關(guān)系。根據(jù)長川科技、科休公司數(shù)據(jù)，2021年，STI視覺檢測分選機(jī)銷售額約為0.76億美元，僅次于科休（0.79億美元）和KLA，為長川科技貢獻(xiàn)了1/3的收入。而2020年STI與科休的銷售額之差約為0.2億美元，STI的高成長性已顯現(xiàn)。Hexa系列產(chǎn)品是STI最主要的產(chǎn)品，根據(jù)長川科技公告，2019年Hexa產(chǎn)品銷售額占STI總收入近50%。Hexa系列功能強(qiáng)大，高端產(chǎn)品HexaEVO+的最大檢測能力為100*100mm，測試速度可達(dá)每小時90000顆，其多模組可靈活組合實現(xiàn)不同產(chǎn)品的檢測要求。STI的tSort產(chǎn)品可對晶圓級封裝產(chǎn)品進(jìn)行視覺檢測。TR48MK5和AT468面向傳統(tǒng)的封裝市場，兩種產(chǎn)品可以相互替代，屬于同類產(chǎn)品中的中低端產(chǎn)品。長川科技擬收購的EXIS深耕轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)。2022年5月，長川科技發(fā)布擬發(fā)行股份收購馬來西亞半導(dǎo)體設(shè)備制造商EXIS的草案，目前處于審核環(huán)節(jié)。EXIS專注于轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)，三款機(jī)型EXIS250/300、EXIS400、EXIS550/700擁有不同的主馬達(dá)直徑和工位數(shù)，分別適用于工序時長不同的產(chǎn)品。如果此次收購成功，長川科技將實現(xiàn)重力式分選機(jī)、平移式分選機(jī)、轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)的產(chǎn)品全覆蓋。EXIS產(chǎn)品銷往馬來西亞、美國、新加坡、中國、菲律賓等多個國家和地區(qū)，下游客戶包括博通、帕沃英蒂格盛、芯源半導(dǎo)體、恩智浦、比亞迪半導(dǎo)體等國內(nèi)外知名半導(dǎo)體公司，以及嘉盛半導(dǎo)體、聯(lián)合科技、通富微電、華天科技等集成電路封測企業(yè)，也向半導(dǎo)體檢測裝備龍頭KLA供貨。根據(jù)長川科技公告，得益于產(chǎn)品銷量的全面上漲，近三年EXIS營業(yè)收入及歸母凈利潤實現(xiàn)高增速，CAGR分別達(dá)到57%和197%。2021年EXIS收入為3.4億元，其中轉(zhuǎn)塔式分選機(jī)銷售額為2.9億元，其余收入來自部件銷售。在毛利率方面，EXIS與分選機(jī)龍頭科休、長川科技的分選機(jī)業(yè)務(wù)相比無明顯差異，EXIS盈利能力良好。（二）探針臺：梯隊格局明顯，長川科技后起之秀探針臺技術(shù)壁壘高，兩梯隊格局明顯。探針臺與分選機(jī)在技術(shù)上有一定的共通性，但技術(shù)難度更大，需綜合運用高精度運動控制技術(shù)、連續(xù)精密步進(jìn)技術(shù)、智能微觀對準(zhǔn)技術(shù)、電性接觸控制技術(shù)，以實現(xiàn)半導(dǎo)體芯片測試的自動化、規(guī)模化生產(chǎn)。探針臺可分為晶圓探針臺和晶粒探針臺，前者是對未切割晶圓上的器件進(jìn)行特性或故障檢測而使用的測試設(shè)備，主要應(yīng)用在集成電路、分立器件領(lǐng)域；后者是對晶圓劃片后的裸晶粒進(jìn)行檢測的測試設(shè)備，主要應(yīng)用于光電器件領(lǐng)域。根據(jù)東京電子投資者關(guān)系資料，2021年全球探針臺市場規(guī)模約為14億美元，東京電子和東京精密共占據(jù)86%的市場份額。在中國大陸市場，這兩家巨頭同樣處于領(lǐng)先地位，第二梯隊如中國臺灣惠特、中國臺灣旺矽、中國矽電股份均有一定市場份額。長川科技后起追趕，二代產(chǎn)品定位二梯隊市場。長川科技于2017年前后開始研發(fā)探針臺，2021年開始實現(xiàn)收入，預(yù)計2022年進(jìn)入快速放量階段。目前長川科技量產(chǎn)探針臺僅有全自動12英寸探針臺CP12，主要針對CIS和SOC，正在研發(fā)的第二代探針臺兼容8/12寸晶圓測試，可應(yīng)用于SOC/CIS、Memory、Discrete、第3代化合物半導(dǎo)體等集成電路的測試，目前已完成關(guān)鍵技術(shù)模塊的開發(fā)和驗證，預(yù)計2022年實現(xiàn)量產(chǎn)。第二代產(chǎn)品性能接近第二梯隊廠商，推出后將幫助長川科技首先在占比約40%的中低端市場取得突破。四、過程工藝控制：壟斷之下，國內(nèi)廠商砥礪前行（一）八類細(xì)分市場，海外巨頭科磊形成壟斷過程工藝控制檢測設(shè)備有很多，按照量測檢測內(nèi)容可大致分為八類。四類用于測量關(guān)鍵參數(shù)：膜厚測量、套殼誤差測量、關(guān)鍵尺寸測量、晶圓形貌測量；另外四類用于檢測關(guān)鍵缺陷：無圖案檢測、有圖案檢測、缺陷復(fù)檢、光罩/掩模板檢測。根據(jù)VLSIResearch數(shù)據(jù)，2020年全球過程工藝控制市場規(guī)模為76.5億美元，中國市場規(guī)模達(dá)到21億美元。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，在過程工藝控制檢測設(shè)備細(xì)分市場中，有圖案檢測的價值量最大，占到32%，其余占比在5%-15%。KLA作為過程工藝控制檢測設(shè)備巨頭，幾乎在每類設(shè)備的市占率都達(dá)到第一且遠(yuǎn)超同行。中國在該領(lǐng)域起步較晚，主要廠商有精測半導(dǎo)體、睿勵科學(xué)、中科飛測、東方晶源等。目前國內(nèi)廠商在六類市場實現(xiàn)突破，技術(shù)水平多為28nm制程，即先進(jìn)制程和成熟制程的分水嶺，最先進(jìn)的過程工藝控制檢測設(shè)備已經(jīng)能夠穩(wěn)定地對小于14nm的晶圓進(jìn)行檢測。（二）長川科技享受收購紅利，國產(chǎn)廠商積極研發(fā)產(chǎn)品長川科技子公司STI擁有晶圓形貌測量設(shè)備。根據(jù)長川科技公告，STI有一款A(yù)OI光學(xué)檢測設(shè)備iFocus可進(jìn)行晶圓形貌測量，2019年銷售收入占STI總收入的14.6%。iFocus采用雙鏡頭專利技術(shù)和明場暗場雙重檢測，可實現(xiàn)比競爭對手4倍的檢測能力、更好的不良品檢測能力和更低的漏檢率，最大可接受12寸硅片，支持CMOS、MEMS、LED、LENS等的內(nèi)部裂紋檢測、紅外檢測和外觀檢測。精測電子已布局膜厚測量、關(guān)鍵尺寸測量、缺陷復(fù)檢、有圖形檢測。公司的過程工藝控制業(yè)務(wù)由全資子公司上海精測負(fù)責(zé)，根據(jù)公司2021年年報，2021年上海精測為公司貢獻(xiàn)了1.1億元的收入，占到半導(dǎo)體業(yè)務(wù)收入的81%。公司目前已在以下四個領(lǐng)域有所布局：（1）膜厚測量。膜厚測量設(shè)備能準(zhǔn)確地確定半導(dǎo)體制造工藝中的各種薄膜參數(shù)和細(xì)微變化（如膜厚、折射率、消光系數(shù)等），應(yīng)用范圍包括刻蝕、化學(xué)氣相沉積、光刻和化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）等工藝段的測量。在國內(nèi)，睿勵科學(xué)開發(fā)出可適用于5nm制程的TFX4000i，已交付客戶。另外，公司的8/12英寸硅片應(yīng)力測量設(shè)備已進(jìn)入客戶驗證階段，并持續(xù)增加投入研發(fā)納米薄膜橢偏測量裝備。（2）關(guān)鍵尺寸測量。關(guān)鍵尺寸測量設(shè)備可進(jìn)行顯影后檢查（ADI）、刻蝕后檢查

（AEI）等多種工藝段的二維或三維樣品的線寬、側(cè)壁角度、高度/深度等關(guān)鍵尺寸特征或整體形貌測量，可測量二維多晶硅柵極刻蝕、隔離槽、隔離層、雙重曝光或三維連接孔、鰭式場效應(yīng)晶體管、閃存等多種樣品。（3）有圖案檢測。有圖案檢測設(shè)備通常采用光散射技術(shù)檢查有圖形的硅片上的表面缺陷，如表面劃傷、開短路、凹陷和凸起等，價值量很高。公司的明場光學(xué)缺陷檢測設(shè)備是有圖案檢測的主流設(shè)備，用于光刻之后，可對8/12英寸晶圓制造過程中的微小缺陷進(jìn)行檢測。（4）缺陷復(fù)檢。缺陷復(fù)檢主要采用電子束檢測，當(dāng)光學(xué)檢測系統(tǒng)檢測到缺陷后，用電子束重訪缺陷，并采用高分辨率圖像收集、提取，還會使用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法對缺陷進(jìn)行分析和分類。公司的高精度電子光學(xué)制程控制設(shè)備可對8/12英寸晶圓缺陷進(jìn)行高分辨率復(fù)查和分析，滿足28nm制程，目前已小批量生產(chǎn)。東方晶源的電子束圖形檢測裝備EBI同樣適用于28nm，并已交付訂單。五、重點企業(yè)分析：技術(shù)突破，進(jìn)擊新市場、新賽道（一）華峰測控：深耕半導(dǎo)體測試三十載，領(lǐng)跑國內(nèi)ATE市場老牌疊加專精尖，助力華峰測控成長為國內(nèi)測試機(jī)龍頭。華峰測控起家于航空航天工業(yè)部第一研究院下屬企業(yè)，是國內(nèi)最早進(jìn)入半導(dǎo)體測試設(shè)備行業(yè)的企業(yè)之一，至今已有近30年的行業(yè)經(jīng)驗。華峰測控目前已覆蓋模擬混合、分立器件和功率模塊等半導(dǎo)體測試領(lǐng)域，另外還在研發(fā)SoC測試機(jī)。海外拓展進(jìn)度良好，芯片設(shè)計和IDM企業(yè)是優(yōu)勢資源。華峰測控的客戶分散而廣泛，約有10%的收入來自境外。根據(jù)招股書披露，2016年至2019H1華峰測控共有303家客戶，客戶留存率為52%，且前十大客戶留存率達(dá)到95%，客戶穩(wěn)定性高。華峰測控對國內(nèi)芯片設(shè)計公司長期保持全覆蓋，確保在未來長期的競爭中保持領(lǐng)先地位，同時跟國外設(shè)計公司長期保持良好的溝通；華峰測控的功率測試產(chǎn)品則在國內(nèi)外知名IDM企業(yè)中獲得良好進(jìn)展。根據(jù)公司公告，2022Q1芯片設(shè)計類公司和IDM客戶占比合計提升至50%，封測類公司占比40%。航天基因也為華峰測控帶來許多研究機(jī)構(gòu)的客戶。營收成長快，盈利能力強(qiáng)。根據(jù)年報及招股書披露，2021年，華峰測控實現(xiàn)營業(yè)收入8.78億元，歸母凈利潤4.39億元，兩者均同比增長約120%。在營收結(jié)構(gòu)上，華峰測控80%-90%左右的收入來自測試系統(tǒng)，其余來自配件（測試模塊）和其他業(yè)務(wù)（半導(dǎo)體測試系統(tǒng)的維護(hù)、維修和測試程序開發(fā)等）。在半導(dǎo)體檢測設(shè)備中，測試機(jī)研發(fā)難度較大，因此專注于ATE的華峰測控毛利率顯著較高，維持在80%左右。公司凈利率不斷上漲，從2016年的36.8%上升至2021年的50%。（二）長川科技：內(nèi)生外延覆蓋全品類，分選測試共驅(qū)高增長長川科技產(chǎn)品矩陣全面，測試機(jī)、分選機(jī)、探針臺和過程工藝