電子行業(yè)專題報告：半導體量測設(shè)備：集成電路良率控制關(guān)鍵國產(chǎn)化提速

證券研究報告|行業(yè)專題|電子wwwwwwstockecomcn——行業(yè)專題報告投資要點口檢測與量測設(shè)備廣泛應用于集成電路前道及后道生產(chǎn)中，是保證晶圓光刻、刻蝕、薄膜沉積等環(huán)節(jié)精密實現(xiàn)的基石。我國檢測與量測設(shè)備國產(chǎn)化率較低，大部分市場被科磊、應用材料、日立等美日廠商壟斷，國內(nèi)精測電子(上海精測)、中科飛測、上海睿勵、東方晶源等前道量測設(shè)備廠商有望成國產(chǎn)替代之風而起！口檢測與量測：集成電路生產(chǎn)良率關(guān)鍵控制設(shè)備。檢測和量測環(huán)節(jié)是集成電路制造工藝中不可缺少的組成部分，貫穿于集成電路領(lǐng)域生產(chǎn)過程。檢測指在晶圓表面上或電路結(jié)構(gòu)中，檢測其是否出現(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；量測指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。根據(jù)YOLE的統(tǒng)計，工藝節(jié)點每縮減一代，工藝中產(chǎn)生的致命缺陷數(shù)量會增加50%，因此每一道工序的良品率都要保持在非常高的水平才能保證最終的良品率，在具體生產(chǎn)流程中，量測設(shè)備會在涂膠、光刻、顯影去膠等步驟后對晶圓進行檢測，以篩除不合格率過高的晶圓，從而保證工藝質(zhì)量。按照工藝技術(shù)區(qū)分，檢測和量測主要包括光學檢測技術(shù)、電子束檢測技術(shù)和X光量測技術(shù)，其中光學檢測技術(shù)憑借精度高，速度快的優(yōu)勢占據(jù)約75%的市場空間。口預計2022年全球市場超90億美元，工藝升級拉動市場需求增長。根據(jù)VLSIResearch的統(tǒng)計，2020年全球前道量測設(shè)備銷售總額為76.5億美元，五年CAGR為12.6%，其中檢測設(shè)備占比為62.6%，量測設(shè)備占比為33.5%，其中納米圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備市占率最大，約占整體量測市場的1/4。新能源及5G等下游市場火熱驅(qū)動晶圓廠商投資，預計2022年全球半導體檢測與量測設(shè)備市場規(guī)模有望達92億美元。量測設(shè)備市場需求主要來源于1)晶圓廠擴產(chǎn)帶來的直接需求；2)設(shè)備往更先進的技術(shù)迭代帶來的單機價值量提升，晶圓制造工藝升級對微電子工藝、設(shè)備、材料的要求同樣提升，良品率控制難度增大，要求光學檢測技術(shù)分辨率不斷提高，為滿足更小關(guān)鍵尺寸晶圓上的缺陷檢測，必須使用更短波長的光源，以及使用更大數(shù)值孔徑的光學系統(tǒng)，因此檢測和量測設(shè)備需不斷升級?？诳评趽碛薪^對領(lǐng)先的市場地位，海外廠商先發(fā)優(yōu)勢顯著，國內(nèi)廠商奮起直追。半導體設(shè)備屬于高壁壘和高投入行業(yè)，廠商先發(fā)優(yōu)勢明顯。全球半導體設(shè)備市場呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面，市場集中度較高，美國、日本和歐洲技術(shù)相對領(lǐng)先，代表廠商包括應用材料、阿斯麥、拉姆研究、東京電子、科磊半導體等，VLSIResearch數(shù)據(jù)顯示，2020年全球前十大半導體設(shè)備廠商均為境外企業(yè)，市場份額合計高達76.6%。隨著半導體產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，中國大陸成為全球最大檢測與量測市場，行業(yè)增速31.6%顯著高于全球的12.6%。但國內(nèi)量測設(shè)備國產(chǎn)化率較低，進口依賴度較高，VLSIResearch數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)檢測與量測設(shè)備市場仍由海外幾家龍頭廠商占據(jù)主導地位，其中科磊半導體在中國市場的占比仍然最高，2020年達54.8%。受益于國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈安全關(guān)注的提升，國內(nèi)廠商國產(chǎn)化市場空間有效擴容，中科飛測、上海睿勵、上海精測、東方晶源等量測設(shè)備公司正逐步打破海外廠商壟斷，乘國產(chǎn)替代之風而起?？谕顿Y要點建議關(guān)注：精測電子(上海精測)、中微公司(上海睿勵)、中科飛測(待IPO，未上市)、東方晶源(未上市)。精測電子是是國內(nèi)半導體檢測設(shè)備領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)之一，已基本形成在半導體檢測前道、后道全領(lǐng)域的布局，子公司上海精測主要聚焦半導體前道檢測設(shè)備領(lǐng)域，其膜厚產(chǎn)品(含獨立式膜厚設(shè)備)、電子束量測設(shè)備已取得國內(nèi)一線客戶的批量訂單；明場光學缺陷檢測設(shè)備已取得突破性訂單；OCD設(shè)備獲得多家一線客戶的驗證通過，且已取得少量訂單。中微公司持股的上行業(yè)評級:看好(維持)師：蔣高振jianggaozhen@qiudistockecomcn相關(guān)報告底層國產(chǎn)化：拓荊科技上市，關(guān)注薄膜沉積設(shè)備國產(chǎn)化進程！業(yè)專題wwwwwwstockecomcn22海睿勵儀器生產(chǎn)的膜厚測量，缺陷檢測及光學關(guān)鍵尺寸測量設(shè)備已為國內(nèi)近20家前道半導體晶圓制造客戶所采用，并在不同的生產(chǎn)工藝產(chǎn)線上都通過了大規(guī)模量產(chǎn)的驗證。中科飛測是國內(nèi)領(lǐng)先的高端半導體質(zhì)量控制設(shè)備公司，產(chǎn)品線已涵蓋了無圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、三維形貌量測設(shè)備、薄膜膜厚量測設(shè)備(晶圓介質(zhì)薄膜量測設(shè)備)和套刻精度量測設(shè)備等系列產(chǎn)品，產(chǎn)品已廣泛應用在中芯國際、長江存儲、士蘭集科、長電科技、華天科技、通富微電等國內(nèi)主流集成電路制造產(chǎn)線運用?？陲L險提示國際摩擦影響供應鏈穩(wěn)定性風險；周期下行，晶圓廠需求不及預期風險；工藝技術(shù)研發(fā)進度不及預期風險。wwwwwwstockecomcn正文目錄 1.1集成電路制造工藝不可缺少的組成部分 51.2光學檢測技術(shù)憑借精度高、速度快的優(yōu)勢市占率超75% 7 2.1半導體檢測與量測設(shè)備市場空間廣闊 82.2晶圓廠擴產(chǎn)+技術(shù)迭代推動前道量測設(shè)備市場增長 102.2.1IC制造國產(chǎn)化率低，國內(nèi)晶圓廠將持續(xù)擴產(chǎn) 102.2.2摩爾定律尚未完結(jié)，工藝迭代推動設(shè)備技術(shù)提升 12 3.1全球半導體設(shè)備市場寡頭壟斷，美、日、歐領(lǐng)先 133.2KLA一馬當先，美日包攬量測設(shè)備市場前五 143.3國內(nèi)廠商逐個突破，國產(chǎn)化率有望持續(xù)提升 15 4.1精測電子：國內(nèi)半導體檢測全領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè) 174.2中科飛測：專注于檢/量測的半導體質(zhì)量控制設(shè)備龍頭 18 194.4東方晶源：國內(nèi)集成電路領(lǐng)域良率管理領(lǐng)導者 19 wwwwwwstockecomcn/22表目錄 圖2：檢測與量測(Inspection&Metrology)在芯片生產(chǎn)流程中的作用 7 圖7：細分檢測與量測設(shè)備市場銷售額(2020，億美元) 10圖8：細分檢測與量測設(shè)備市場份額情況(2020) 10圖9：中國大陸檢測和量測設(shè)備市場規(guī)模(億美元) 10 圖15：全球前十半導體設(shè)備企業(yè)市場份額情況(2020) 13 圖17：全球檢測與量測設(shè)備市場各企業(yè)銷售情況(2020，億美元) 14圖18：全球檢測與量測設(shè)備市場競爭格局(2020) 14圖19：中國大陸已成為全球最大的半導體檢測與量測設(shè)備需求地 15圖20：中國大陸檢測與量測設(shè)備市場各企業(yè)銷售情況(2020，億美元) 15圖21：中國大陸檢測與量測設(shè)備市場競爭格局(2020) 15圖22：國內(nèi)半導體量測與檢測設(shè)備招標情況(2022年4-9月) 16 表5：國產(chǎn)檢測與量測公司近年經(jīng)營情況(億元) 16表6：檢測與量測設(shè)備中標情況(2022年Q3) 17 業(yè)專題wwwwwwstockecomcn1檢測與量測：先進集成電路1.1集成電路制造工藝不可缺少的組成部分集成電路工藝可分為前道制程、中道先進封裝和后道封裝測試，貫穿于集成電路領(lǐng)域生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制環(huán)節(jié)進一步可分為前道檢測、中道檢測和后道測試。其中，前道檢測主要是針對光刻、刻蝕、薄膜沉積、清洗、CMP等每個工藝環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制的檢測；中道檢測面向先進封裝環(huán)節(jié)，主要為針對重布線結(jié)構(gòu)、凸點與硅通孔等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制；后道測試主要是利用電學對芯片進行功能和電參數(shù)測試，主要包括晶圓測試和成品測試兩個環(huán)節(jié)。應用于前道制程和先進封裝的質(zhì)量控制根據(jù)工藝可細分為檢測(Inspection)和量測 (Metrology)兩大環(huán)節(jié)。檢測指在晶圓表面上或電路結(jié)構(gòu)中，檢測其是否出現(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；量測指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。?根據(jù)VLSIResearch的統(tǒng)計，檢測設(shè)備中價值量占比較高的主要有納米圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、掩膜版缺陷檢測設(shè)備、無圖形/圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備；量測占比較高的量測設(shè)備包括三維形貌量測設(shè)備、薄膜膜厚量測設(shè)備(晶圓介質(zhì)薄膜量測設(shè)備)、套刻精度量測設(shè)備、關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備等。簡介類型圖例通過對電子束顯微圖像進行關(guān)鍵尺寸量測，實現(xiàn)關(guān)鍵工藝參數(shù)的通通過先進的電子束成像系統(tǒng)和高速硅片傳輸方案，搭配精準的量備主要用于確保不同層級電路圖形，和同一層電路圖形的正確對齊業(yè)專題wwwwwwstockecomcn設(shè)備測設(shè)備測設(shè)備設(shè)備測設(shè)備測設(shè)備X光量測設(shè)備MX光量測設(shè)備32nm及以上的節(jié)點提供薄膜厚度、折射率、應力和成分的測備關(guān)鍵尺寸和偏移量測量，配合圖形晶圓智能化特征識別和流程控備主要應用于晶圓上納米級的單主要應用于晶圓上納米級的單/多層膜的膜厚測量，采用橢圓偏振技術(shù)和光譜反射技術(shù)實現(xiàn)高精度薄膜膜厚、n-k值的快速測量。D玻璃量測設(shè)備D玻璃量測設(shè)備掩膜版缺陷檢測設(shè)備零缺陷光罩(也稱為光掩模或掩模)是實現(xiàn)芯片制造高良率的關(guān)鍵因素之一，因為光罩上的缺陷或圖案位置錯誤會被復制到產(chǎn)品晶掩膜版缺陷檢測設(shè)備程工藝和設(shè)備的污染監(jiān)控。該系列的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)無圖形晶圓表芯片技術(shù)節(jié)點進步拉動集成電路制造工藝“零缺陷”要求提升，量測環(huán)節(jié)對保證芯片良品率至關(guān)重要。隨著技術(shù)的進步發(fā)展，集成電路前道制程的步驟越來越多，工藝也更加復雜。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn28nm工藝節(jié)點的工藝步驟有數(shù)百道工序，由于采用多層套刻技術(shù)，14nm及以下節(jié)點工藝步驟增加至近千道工序。根據(jù)YOLE的統(tǒng)計，工藝節(jié)點每縮減一代，工藝中產(chǎn)生的致命缺陷數(shù)量會增加50%，因此每一道工序的良品率都要保持在非常高的水平才能保證最終的良品率。當工序超過500道時，只有保證每一道工序的良品率都超過99.99%，最終的良品率方可超過95%；當單道工序的良品率下降至99.98%時，最終的總良品率會下降至約90%。檢測和量測環(huán)節(jié)貫穿制造全過程，是保證芯片生產(chǎn)良品率非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在具體生產(chǎn)流程中，量測設(shè)備會在涂膠、光刻、顯影去膠等步驟后對晶圓進行檢測，以篩除不合格率過高的晶圓，從而保證工藝質(zhì)量。從技術(shù)路線原理上看，檢測和量測主要包括光學檢測技術(shù)、電子束檢測技術(shù)和X光量測技術(shù)，其中光學檢測技術(shù)空間占比較大。三種技術(shù)的差異主要體現(xiàn)在檢測精度、檢測速度及應用場景上。結(jié)合三類技術(shù)路線的特點，應用光學檢測技術(shù)的設(shè)備可以相對較好實現(xiàn)高精度和高速度的均衡，并且能夠滿足其他技術(shù)所不能實現(xiàn)的功能，如三維形貌測量、光刻套刻測量和多層膜厚測量等應用。根據(jù)VLSIResearch和QYResearch的報告，2020年全球半導體檢測和量測設(shè)備市場中，應用光學檢測技術(shù)、電子束檢測技術(shù)及X光量測技術(shù)的設(shè)備市場份額占比分別為75.2%、18.7%及2.2%，可以看出應用光學檢測技術(shù)的設(shè)備在占比方面具有領(lǐng)先優(yōu)勢。名稱，速度快，能夠滿足全部先進制程的檢測需求，符合規(guī)?；a(chǎn)的速度要求，并且能夠滿足其他技術(shù)所不能實現(xiàn)的功能，如三維形貌測量、光刻套刻測量和多層膜厚測量等應用存在一定比光學檢測技術(shù)更高較慢，適用于部分晶圓的部分檢應用，在滿足規(guī)?；a(chǎn)存的劣勢X光量測技術(shù)損傷的特點，在特定景的檢測具有優(yōu)勢，如檢測超薄，可以檢測特定金屬成分等較慢，應用場景相對較少，只業(yè)專題wwwwwwstockecomcn未來檢測和量測設(shè)備的技術(shù)提升主要體現(xiàn)在三個方面：提高光學檢測技術(shù)分辨率、加強大數(shù)據(jù)檢測算法和軟件的自主研發(fā)、提升設(shè)備檢測速度和吞吐量。?分辨率：隨著DUV、EUV光刻技術(shù)的不斷發(fā)展，集成電路工藝節(jié)點的不斷升級，市場對檢測技術(shù)的空間分辨精度也提出了更高的要求。未來設(shè)備制造廠商必須使用更短波長的光源以及更大數(shù)值孔徑的光學系統(tǒng)，才能進一步提高光學分辨率。?軟件與算法：在達到或接近光學系統(tǒng)極限分辨率的情況下，光學檢測技術(shù)在依靠解析晶圓的圖像來捕捉其缺陷的基礎(chǔ)之上，還需要結(jié)合深度的圖像信號處理軟件和算法，在有限的信噪比圖像中尋找微弱的異常信號。然而目前市場上并沒有可以直接使用的軟件，因此業(yè)內(nèi)企業(yè)均需在自己的檢測和量測設(shè)備上自行研制開發(fā)算法和軟件。?吞吐量：半導體質(zhì)量控制設(shè)備是晶圓廠的主要投資支出之一，因此設(shè)備的性價比是其選購時的重要考慮因素。質(zhì)量控制設(shè)備檢測速度和吞吐量的提升將有效降低晶圓檢測成本，從而實現(xiàn)降本增效。2.1半導體檢測與量測設(shè)備市場空間廣闊受益于半導體行業(yè)紅利，全球半導體設(shè)備整體市場持續(xù)增長。根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2020年億美元，2021年為1026億美元，同比增長44.10%，SEMI預測2022年將增長至1175億美元，2023年將持續(xù)擴張到1208億美元。1,4001,2001,0008006004002000全球半導體設(shè)備市場規(guī)模(億美元)同比50%40%30%20%10%0%2016201720182019202020212022E2023ESEMI中國半導體設(shè)備市場快速增長，設(shè)備進口額占比仍較大。2016-2021年中國大陸半導體設(shè)備市場規(guī)模復合增速為35.6%，設(shè)備進口額復合增速為29.8%。2021年中國半導體設(shè)備市場為296億美元，同比增速為58.12%，第二次成為全球半導體設(shè)備的最大市場。其中進口占比呈降低趨勢，但仍然過半，國內(nèi)半導體生產(chǎn)所用設(shè)備對進口依賴較大。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn3503002502000050035030025020000500中國大陸半導體設(shè)備市場規(guī)模(億美元) 202170%60%50%40%30%20%10%0%201620172018 2019 2020中國大陸主要半導體設(shè)備進口額(億美元)00000806040200201620182017220162018201720202021前道量測設(shè)備對保證晶圓良率至關(guān)重要，全球檢測和量測設(shè)備市場預計于2022年達92億美元。根據(jù)VLSIResearch的統(tǒng)計，2016年至2020年全球半導體檢測與量測設(shè)備市場規(guī)模的年均復合增長率為12.6%，預計2022年全球半導體檢測與量測設(shè)備市場規(guī)模將超90億090807060504030200全球檢測和量測設(shè)備市場規(guī)模(億美元)同比25%20%15%10%5%0%-5%2016201720182019202020212022E細分設(shè)備市場：檢測設(shè)備占比62.6%，量測設(shè)備占比33.5%。2020年全球前道量測設(shè)備銷售總額為76.5億美元，其中檢測設(shè)備占比為62.6%，量測設(shè)備占比為33.5%。根據(jù)產(chǎn)品類型，檢測設(shè)備可細分為無圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、掩膜檢測設(shè)備等；量測設(shè)備可細分為三維形貌量測設(shè)備、薄膜膜厚量測設(shè)備(晶圓介質(zhì)薄膜量測設(shè)備)、套刻精度量測設(shè)備、關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備、掩膜量測設(shè)備等。其中納米圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備投資額最高，占量測市場近四分之一的比重。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn9911尺寸量測設(shè)備陷檢測設(shè)備02468101214161820資料來源：VLSIResearch，QYResearch，浙商證券研究所圖8：細分檢測與量測設(shè)備市場份額情況(2020)納米圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備掩膜版缺陷檢測設(shè)備關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備90%%4.90%24.70%無圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備電子束關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備90%%4.90%24.70%0%30%圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備電0%30%電子束缺陷復查設(shè)備30%晶圓介質(zhì)薄膜量測設(shè)備X30%70%掩膜版關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備三維形貌量測設(shè)備70%晶圓金屬薄膜量測設(shè)備其他資料來源：VLSIResearch，QYResearch，浙商證券研究所國內(nèi)檢測與量測設(shè)備市場規(guī)模突破21億美元，增速顯著高于全球。2016年至今，國內(nèi)半導體設(shè)備和檢測與量測設(shè)備市場快速發(fā)展，VLSIResearch數(shù)據(jù)顯示，中國大陸2020年市場規(guī)模超過21億美元，五年CAGR為31.6%，再次成為全球最大的檢測與量測設(shè)備中國大陸半導體檢測和量測設(shè)備市場情況同比2520502016201720182019202060%50%40%30%20%10%0%2.2晶圓廠擴產(chǎn)+技術(shù)迭代推動前道量測設(shè)備市場增長2.2.1IC制造國產(chǎn)化率低，國內(nèi)晶圓廠將持續(xù)擴產(chǎn)半導體下游推動晶圓市值突破新高，催生晶圓廠擴建意愿。新能源汽車、數(shù)據(jù)中心等半導體下游需求推動晶圓需求不斷增長，成熟制程供不應求，晶圓市值上漲。據(jù)ICinsights估計，2022年全球晶圓市值有望達1321億美元。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn0008060402002016全球晶圓市值(純代工+IDM)(十億美元)2022E30%25%20%15%10%5%0%-5%20172018201920202021受益于晶圓廠擴張擴產(chǎn)，前道量測設(shè)備市場空間廣闊。根據(jù)集微咨詢統(tǒng)計，中國大陸共有23座12英寸晶圓廠正在投入生產(chǎn)，總計月產(chǎn)能約為104.2萬片，與總規(guī)劃月產(chǎn)能156.5萬片相比，仍有較大擴產(chǎn)空間。據(jù)預測，中國大陸2023年、2024年每年將新增5座12英寸晶圓廠。量測與檢測設(shè)備作為重要的前道設(shè)備之一，市場需求空間大。60原12英寸廠投產(chǎn)數(shù)量當年新增投產(chǎn)數(shù)量201720182019202020212022E2023E2024EWInsights012英寸月產(chǎn)能(萬片)產(chǎn)能提升空間(萬片)2021年初20222021年初資料來源：JWInsights，浙商證券研究所晶圓面積增大的趨勢下，對良率要求越來越嚴格。硅片尺寸越大，對微電子工藝、設(shè)備、材料的要求也就越高。因為在結(jié)晶過程中，直徑越大，可能由于旋轉(zhuǎn)速度不穩(wěn)定導致晶格結(jié)構(gòu)缺陷的可能性越大。同時直徑越大就意味著晶圓重量越大，邊緣處就更容易出現(xiàn)翹曲的情況。因此，晶圓越大，良品率越低。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn2.2.2摩爾定律尚未完結(jié)，工藝迭代推動設(shè)備技術(shù)提升工藝制程節(jié)點縮小，要求光學檢測技術(shù)分辨率不斷提高。主流半導體制程正從28nm、14nm向10nm、7nm發(fā)展，部分先進應用領(lǐng)域的處理器工藝制程已經(jīng)邁向新節(jié)點，達到了市場上最先進的5-7nm級別。根據(jù)YOLE的統(tǒng)計，工藝節(jié)點每縮減一代，工藝中產(chǎn)生的致命缺陷數(shù)量會增加50%，因此每一道工序的良品率都要保持在非常高的水平才能保證最終的良品率。為滿足更小關(guān)鍵尺寸的晶圓上的缺陷檢測，必須使用更短波長的光源，以及使用更大數(shù)值孔徑的光學系統(tǒng)，因此檢測和量測設(shè)備需不斷升級?？蛻艚当驹鲂У男枨蟠龠M設(shè)備算法軟件、檢測速度與吞吐量的升級。為了控制成本，提升良率，先進的檢測和量測技術(shù)也不可或缺。檢測的可靠性至關(guān)重要，因為客戶需要保證合格的產(chǎn)品不被排除，同時又須確保捕獲所有缺陷。量測設(shè)備企業(yè)通常在自己的檢測和量測設(shè)備上自行研制開發(fā)算法和軟件。隨著工藝節(jié)點縮小，未來對檢測和量測設(shè)備相關(guān)算法軟件的要求會越來越高。此外，檢測速度和吞吐量更高的檢測和量測設(shè)備也可幫助下游客戶更好地控制企業(yè)成本，降本增效。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn20%15%10%5%0%80604020020%15%10%5%0%8060402003.1全球半導體設(shè)備市場寡頭壟斷，美、日、歐領(lǐng)先半導體設(shè)備屬于高壁壘和高投入行業(yè)，廠商先發(fā)優(yōu)勢明顯。半導體設(shè)備是晶圓廠商資本開支的重要投向，晶圓廠約80%的投資用用購置上游設(shè)備，而設(shè)備廠商本身也需要投入大量資金用于研發(fā)適配客戶的產(chǎn)品和購買原材料及零部件。半導體行業(yè)客戶對設(shè)備的質(zhì)量、參數(shù)、運行穩(wěn)定性等方面有較高要求，因此一經(jīng)認定便不會輕易更換設(shè)備供應商。整體來看，全球半導體設(shè)備市場處于寡頭壟斷的局面，市場集中度較高。全球半導體設(shè)備市場處于寡頭壟斷局面，美、日歐技術(shù)相對領(lǐng)先，代表廠商包括應用材料、阿斯麥、拉姆研究、東京電子、科磊半導體等，也占據(jù)了全球半導體設(shè)備市場的主要份額。VLSIResearch數(shù)據(jù)顯示，2020年全球前十大半導體設(shè)備廠商均為境外企業(yè)，市場份額合計高達76.6%。25%225%117.70%16.70%12.30%5.90%2.70%2.50%2.40%1.90%1.60%12.90%h國內(nèi)廠商起步較晚，當前設(shè)備市場主要依賴進口。中國半導體設(shè)備行業(yè)整體國產(chǎn)化率的提升還處于起步階段，目前國內(nèi)半導體生產(chǎn)廠商所使用的半導體設(shè)備仍主要依賴進口。根據(jù)中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2021年半導體設(shè)備進口46,894臺，合計進口額170.52021年營業(yè)總收入(億元)096.830331.0820.8416.2115.118.788.298.057.58業(yè)專題wwwwwwstockecomcn3.2KLA一馬當先，美日包攬量測設(shè)備市場前五全球視角：科磊、應用材料、日立穩(wěn)居前三，合計市場份額超70%。當前全球半導體檢測與量測設(shè)備市場呈現(xiàn)相對集中的格局，份額前五被美國和日本廠商包攬，科磊半導體、應用材料、日立位居前三，科磊以營收38.9億美元絕對優(yōu)勢占據(jù)50.8%的全球市場份額。圖17：全球檢測與量測設(shè)備市場各企業(yè)銷售情況(2020，億美圖18：全球檢測與量測設(shè)備市場競爭格局(2020)元)其他2233阿斯麥雷泰光電4040科磊2030500203050表3：海外主流檢測與量測公司簡介科磊新星測量儀器科磊新星測量儀器其他創(chuàng)新科技康特科技公司名稱公司基本信息(美)。材料(美)應用材料成立于1967年，總部位于美國硅谷。該公司主要提供刻蝕設(shè)備、離子注入機、化學氣相沉積設(shè)備(CVD)、物理氣相沉積設(shè)備(PVD)、化學機械拋光設(shè)備(CMP)、晶圓檢測和測量等各類半導體設(shè)備。根據(jù)應用材料2021年年報披露顯示，其全年實現(xiàn)營業(yè)收入230.63億美元?？萍?美)RudolphTechnologies,Inc.和NanometricsIncorporated分別成立于1940年和1975年，并于2019年合并成立創(chuàng)新科技，總部位于美國麻薩諸塞州。該公司主要產(chǎn)品與服務涵蓋關(guān)鍵尺寸量測設(shè)備、薄膜膜厚量測設(shè)備、三維形貌量測年實現(xiàn)營業(yè)收量儀器(以色列)新星測量儀器成立于1993年，總部位于以色列雷霍沃特。該公司產(chǎn)品主要為半導體量測設(shè)備，包括關(guān)鍵尺寸測量、薄膜膜厚測量、材料性能測量等，通過綜合應用X射線、光學技術(shù)、軟件建模等技術(shù)，為半導體制造企業(yè)提供專業(yè)的過程控制解決方案。根據(jù)新星測量儀器2021年年報披露顯示，其全年實現(xiàn)營業(yè)收入4.16億美元。特科技(以色列)(韓國)領(lǐng)域的檢測，主要生產(chǎn)的原子力顯微鏡(AFM)系列產(chǎn)品所提供的高納米級分辨率和高靈敏度可以滿足納米級電國內(nèi)視角：中國大陸成為全球最大檢測與量測市場，行業(yè)增速顯著高于全球。2016年-2020年,中國大陸半導體檢測與量測設(shè)備市場規(guī)模呈現(xiàn)快速增長，并與2019年超越中國臺灣成為全球最大的半導體檢測與量測設(shè)備需求地，2020年進一步將此比例提升至27.4%。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn2016-2020年，全球半導體檢測與量測設(shè)備市場CAGR為12.6%，而中國大陸的CAGR為31.6%，遠高于全球。5020192020201926.50%27.40%中國大陸韓國北美歐洲中國大陸韓國北美歐洲其他國內(nèi)量測設(shè)備國產(chǎn)化率較低，進口依賴度較高，科磊占據(jù)過半市場份額。VLSIResearch數(shù)據(jù)顯示，國內(nèi)檢測與量測設(shè)備市場仍由海外幾家龍頭廠商占據(jù)主導地位，其中科磊半導體在中國市場的占比仍然最高，2020年達54.8%，近5年CAGR超過35.7%，遠高于其在全13.2%的復合增速。00.60.9迪恩士康特科技阿斯麥雷泰光學11.511.5應用材料科磊半導體802468科磊半導體應用材料迪恩士其他3.3國內(nèi)廠商逐個突破，國產(chǎn)化率有望持續(xù)提升受益于國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)鏈安全關(guān)注的提升，國內(nèi)廠商國產(chǎn)化市場空間有效擴容。VLSIResearch數(shù)據(jù)顯示，2016-2020年中國大陸半導體檢測與量測設(shè)備市場規(guī)模的年均復合增長率為31.6%，顯著高于全球半導體設(shè)備和檢測和量測設(shè)備市場增速。隨著我國半導體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能擴張仍在繼續(xù)，本土企業(yè)將受益于中國半導體行業(yè)的整體發(fā)展。中科飛測、上海睿勵、上海精測、東方晶源等設(shè)備公司成為國內(nèi)檢測與量測公司的代表，部分產(chǎn)品運用于國產(chǎn)晶圓產(chǎn)線。經(jīng)過多年潛心研究和技術(shù)經(jīng)驗積累，我國檢測與量測設(shè)備行業(yè)實現(xiàn)較大突破，以中科飛測、上海睿勵、上海精測為代表的的國產(chǎn)廠商開始發(fā)力，部分產(chǎn)品已經(jīng)在中芯國際、長江存儲、長電科技、華天科技、通富微電等國內(nèi)主流集成電路制造產(chǎn)線，打破在質(zhì)量控制設(shè)備領(lǐng)域國際設(shè)備廠商對國內(nèi)市場的長期壟斷局面。業(yè)專題wwwwwwstockecomcn公司名稱公司基本情況中科飛測成立于2014年，總部位于中國深圳，公司是國內(nèi)領(lǐng)先的高端半導體質(zhì)量控制設(shè)備公司，自成立以來始終專注于檢測和量測兩大類集成電路專用設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，產(chǎn)品主要包括無圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備系列、圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備系列、三維形貌量測設(shè)備系列、薄膜膜厚量測設(shè)備系列等產(chǎn)品，已應用于國內(nèi)28nm及以上制程的集成電路制造產(chǎn)線。。根據(jù)中上海精測成立于2018年，總部位于中國上海。該公司主要聚焦半導體前道檢測設(shè)備領(lǐng)域，以橢圓偏振技術(shù)為核心開發(fā)了適用于半導體工業(yè)應用的膜厚測量以及光學關(guān)鍵尺寸量測系統(tǒng)的產(chǎn)品。根據(jù)精測電子2021年年報披露顯示，上海精測2021年實現(xiàn)營業(yè)收入1.11億元。已著手電子束缺陷復檢設(shè)備DR-SEM(DefectReviewSEM)的研發(fā)工作，進一步夯實在國內(nèi)電子束檢測領(lǐng)域領(lǐng)先的司官網(wǎng)，中科飛測招股說明書，浙商證券研究所國內(nèi)公司市場整體占比較小，現(xiàn)處于高速發(fā)展階段。中科飛測招股說明書披露，2021年中科飛測、上海睿勵和上海精測三家國產(chǎn)檢測與量測公司合計營收5.13億元，相較于超過21億美元的國內(nèi)市場空間而言占比較小，粗略估算三家合計國內(nèi)市占率不足4%。從營收絕20年中科飛測營收從0.3億元增至2.38億元，CAGR達到182.12%，遠高于行業(yè)速度。公司名稱21201918銷售收入銷售收入銷售收入銷售收入-8--合計-15%據(jù)為年化數(shù)據(jù)；國產(chǎn)工藝檢測廠商三季度中標34臺，國產(chǎn)化持續(xù)推進。中國半導體檢測和量測設(shè)備市場處于寡頭壟斷格局，國外競爭對手占據(jù)市場競爭優(yōu)勢地位，本土企業(yè)市場占有率較低。公集微網(wǎng)整理數(shù)據(jù)顯示，2022年三季度工藝檢測設(shè)備共招標152臺，中標207臺，國產(chǎn)廠商4臺，占比16.4%。月)工藝檢測招標情況008060402004月5月6月7月8月9月業(yè)專題wwwwwwstockecomcn7月8月9月3032441892300517530794.1精測電子：國內(nèi)半導體檢測全領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)目前公司是國內(nèi)半導體檢測設(shè)備領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)之一，已基本形成在半導體檢測前道、后道全領(lǐng)域的布局。公司子公司武漢精鴻主要聚焦自動檢測設(shè)備(ATE)領(lǐng)域(主要產(chǎn)品是存儲芯片測試設(shè)備)，目前已實現(xiàn)關(guān)鍵核心產(chǎn)品技術(shù)轉(zhuǎn)移、國產(chǎn)化研發(fā)、制造、核心零部件國產(chǎn)化，老化(Burn-In)產(chǎn)品線在國內(nèi)一線客戶實現(xiàn)批量重復訂單、CP(ChipProbe，晶片探測)/FT(FinalTest，最終測試，即出廠測試)產(chǎn)品線相關(guān)產(chǎn)品已取得量產(chǎn)訂單，CP產(chǎn)品已完成交付、FT產(chǎn)品即將完成交付，目前批量訂單正在積極爭取中。公司子公司上海精測主要聚焦半導體前道檢測設(shè)備領(lǐng)域，致力于半導體前道量測檢測設(shè)備的研發(fā)及生產(chǎn)。上海精測膜厚產(chǎn)品(含獨立式膜厚設(shè)備)、電子束量測設(shè)備已取得國內(nèi)一線客戶的批量訂單；明場光學缺陷檢測設(shè)備已取得突破性訂單；OCD設(shè)備獲得多家一線客戶的驗證通過，且已取得少量訂單；半導體硅片應力測量設(shè)備也取得客戶訂單，其余儲備的產(chǎn)品目前正處于研發(fā)、認證以及拓展的過程中。隨著公司技術(shù)水平的不斷提高、產(chǎn)品成熟度以及市場對公司產(chǎn)品的認可度不斷提升，公司半導體檢測業(yè)務開拓迅速，銷售收入持續(xù)增長。2022年上半年公司在整個半導體板塊實還是市場方面均取得了較大突破，已在國內(nèi)主要集成電路廠商取得批量訂單，并打破國外廠商壟斷，國產(chǎn)化進程的加快將進一步助力公司持續(xù)快速的發(fā)展。量測系統(tǒng)光(CMP)等工藝段的測量可可以進行顯影后檢查(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(SWA)、高度/深度等關(guān)鍵尺寸(CD)特征或整光學關(guān)鍵尺寸量測系統(tǒng)體形貌測量，可測量二維多晶硅柵極刻蝕(PO)、隔離槽(STI)、隔離層(Spacer)、雙重曝光(DoublePatterning)或三維連接孔(VIA)、鰭式場效應晶體管(FinFET)閃存(NAND)等多種樣品(OCD)納米及更先進集成電路工藝制程的需求en電子束缺陷復查wwwwwwstockecomcn主要應用于晶圓上納米級的單/多層膜的膜厚測量，采用橢圓偏振技術(shù)和光譜反射技術(shù)實現(xiàn)高精度薄膜膜厚、n-k值的快速測量主要應用于晶圓上納米級的單/多層膜的膜厚測量，采用橢圓偏振技術(shù)和光譜反射技術(shù)實現(xiàn)高精度薄膜膜厚、n-k值的快速測量yBurnInPatternWorkloadMemory試設(shè)備(CPATE)Card等完成自動測試。800MbpsMemoryCPATEEFTATE16GbpsMemoryFTATE4.2中科飛測：專注于檢/量測的半導體質(zhì)量控制設(shè)備龍頭公司是國內(nèi)領(lǐng)先的高端半導體質(zhì)量控制設(shè)備公司，自成立以來始終專注于檢測和量測兩大類集成電路專用設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，公司產(chǎn)品線已涵蓋了無圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、三維形貌量測設(shè)備、薄膜膜厚量測設(shè)備(晶圓介質(zhì)薄膜量測設(shè)備)和套刻精度量測設(shè)備等系列產(chǎn)品，上述產(chǎn)品對應的市場份額占比為27.2%。同時，公司正在積極研發(fā)納米圖形晶圓缺陷檢測設(shè)備、晶圓金屬薄膜量測設(shè)備等其他型號的設(shè)備，其對應的市場份額分別為24.7%和0.5%，相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)成功之后將進一步提高公司產(chǎn)品線覆蓋的均驗證公司新簽簽訂單大幅增長。目前，公司產(chǎn)品已廣泛應用在中芯國際、長江存儲、士蘭集科、長電科技、華天科技、通富微電等國內(nèi)主流集成電路制造產(chǎn)線，打破在質(zhì)量控制設(shè)備領(lǐng)域國際設(shè)備廠商對國內(nèi)市場的長期壟斷局面。與此同時，公司積極承擔了多個國家級、省級、市級重點專項研發(fā)任務，助力國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域關(guān)鍵產(chǎn)品和技術(shù)的攻關(guān)與突破。領(lǐng)域測設(shè)備系列檢測設(shè)備質(zhì)量控制、半導體制程工藝和設(shè)備的污染監(jiān)測設(shè)備系列檢測設(shè)備主要主要應用于晶圓表面亞微米量級的二維、三維圖形缺陷檢測，能夠?qū)崿F(xiàn)在圖形電路上的全類型缺陷檢測。擁有多模式明/暗照明系統(tǒng)、多種實現(xiàn)高速自動對焦，可適用于面型變化較大翹曲晶圓備系列備系列業(yè)專題wwwwwwstockecomcnD璃量測設(shè)備系列全自動測量軟件工具和完整的測試及結(jié)果分界面加工4.3上海睿勵：光學薄膜測量領(lǐng)域有力競爭者中微公司持股29.36%，是上海睿勵儀器第一大股東。睿勵科學儀器(上海)有限公司成立于2005年，位于張江高科技園區(qū)，中微公司在2022年上半年完成該1.08億元的投資后，持有睿勵儀器29.36%的股份，是其第一大股東，尹志堯(中微公司董事長、總經(jīng)理)出任睿勵儀器的董事長。膜厚測量、缺陷檢測及光學關(guān)鍵尺寸測量設(shè)備等成功量產(chǎn)出貨，客戶涵蓋國內(nèi)多家晶圓廠。公司匯集國內(nèi)外眾多技術(shù)專家，研發(fā)實力雄厚，經(jīng)過全體員工的不懈努力，睿勵的產(chǎn)品已成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，在集成電路芯片制造、LED等領(lǐng)域都有廣泛應用且都有相當?shù)氖姓悸剩卜e極開拓化合物和第三代半導體、OLED、光通訊等新的應用市場。目前，睿勵的膜厚測量，缺陷檢測及光學關(guān)鍵尺寸測量設(shè)備已為國內(nèi)近20家前道半導體晶圓制造客戶所采用，并在不同的生產(chǎn)工藝產(chǎn)線上都通過了大規(guī)模量產(chǎn)的驗證(累計數(shù)以億計的晶圓跑片數(shù))，無論是設(shè)備穩(wěn)定性還是快速響應并解決問題的能力都得到了充分的驗證。TFXE/i 應用于12英寸大規(guī)模集成電路前端、化合物半導體生產(chǎn)線；可量測透明或半透明介質(zhì)材料、金屬硅化物、金屬氧化物等半導體材料薄膜；提供薄膜可靠和精確的厚度、折射率、成分比像識別功能；功能豐富、易用的軟件和算法；全面支持工廠自動化要求LED檢測設(shè)備FSD8e用于LED、化合物半導體以及光通訊等領(lǐng)域；配置自主開發(fā)的計；具備晶圓全表面檢測、自動缺陷分類以及高分辨率的缺陷復查持工廠自動數(shù)據(jù)傳遞檢測設(shè)備WSD0&WSD300WSD0&WSD320WSD0&WSD390網(wǎng)，浙商證券研究所業(yè)專題wwwwwwstockecomcn/22東方晶源微電子科技(北京)有限公司成立于2014年，總部位于北京亦莊經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)，是一家專注于集成電路良率管理的企業(yè)。公司自成立以來堅持以創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展，申報家高新技術(shù)企業(yè)”、“中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)”、“北京市專利試點企業(yè)”、“博士后工作站”等榮譽。東方晶源研發(fā)人員占比近70%，亦麒麟人才3人，核心成員擁有美國硅谷、日本以及歐洲等世界一流半導體科技公司的產(chǎn)品研發(fā)和管理經(jīng)驗。東方晶源自成立以來，專注于芯片制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)的良率控制和提升領(lǐng)域，形成以計算光刻軟件(OPC)、電子束量測檢測裝備硬件為核心的產(chǎn)品矩陣，并向更多相關(guān)領(lǐng)域積極布局。硬件方面，東方晶源已著手電子束缺陷復檢設(shè)備DR-SEM(DefectReviewSEM)的研發(fā)工作，進一步夯實在國內(nèi)電子束檢測領(lǐng)域領(lǐng)先的市場地位和核心技術(shù)優(yōu)勢。軟件方面，光刻工藝嚴格仿真軟件PanSim已經(jīng)在客戶側(cè)進行驗證。未來，東方晶源將立足通用軟件平臺和檢測裝備兩大領(lǐng)域，尋求橫縱向發(fā)展機遇，為客戶提供更加多樣化的產(chǎn)品，向著國內(nèi)集成電路領(lǐng)域良率管理領(lǐng)導者的目標奮進。電子束缺陷檢測設(shè)備面向300mm工藝制應用電子束掃描技術(shù)對硅片表面進行高分辨率成像，通過智程200mm/3