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1、 1/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 半导体检测行业深度：半导体检测行业深度：市场格局、国产替代市场格局、国产替代机遇机遇、产业链及相关企业深度梳理、产业链及相关企业深度梳理 半导体检测是控制芯片制造良率的关键环节，整个设备市场规模约占半导体设备市场的 13%，仅次于刻蚀机、光刻机、薄膜沉积设备。目前中国检测设备的国产化率仍较低，市场主要由几家垄断全球市场的国外企业占据主导地位。根据VLSI Research，KLA、应用材料、日立在中国市场的占比分别为 54.8%、9.0%和 7.1%。国产厂商中科飞测、上海精测

2、、上海睿励等企业正在加速布局，逐步改变 KLA 的长期垄断格局。下文我们就详细聚焦半导体检测相关问题，当前半导体检测市场整体情况怎样？有哪些不同的种类？在我国市场，其驱动行业发展的因素有哪些？相关产业链情况如何？企业发展现状如何？放眼市场，呈现怎样的市场格局？国产替代当前有哪些进展？针对这些问题，以下我们为大家逐一梳理论述，希望对大家了解我国半导体市场产业现状有所启发。目录目录 一、半导体检测行业概况.1 二、种类解析.5 三、行业驱动因素.7 四、产业链分析.9 五、市场格局.11 六、国产替代机遇.14 七、相关企业.18 八、参考研报.23 一、半导体检测行业概况一、半导体检测行业概况

3、1、半导体检测可分为前道、后道和实验室检测半导体检测可分为前道、后道和实验室检测 半导体检测分析是指运用专业技术手段，通过对半导体产品的检测以区别缺陷、失效原因、验证产品是否符合设计目标或分离好品与坏品的过程，是半导体设计、生产、封装、测试全产业链流程中的重要环节。根据对应工序的不同，可分为前道量检测、后道检测和实验室检测。2/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 前道量检测（又称半导体量测）主要应用于晶圆加工制造环节，检测对象是制造过程中的晶圆，通过对制造过程中每一晶圆的测量薄膜厚度、关键尺寸、检查晶圆图案缺陷等方面的质量进行量测或检查，确保工艺

4、符合预设的指标，防止出现偏差和缺陷的不合格晶圆进入下一道工艺流程。后道检测（又称半导体测试）主要应用于晶圆制造工艺完成后的芯片的电性测试及功能性测试，晶圆测试主要针对加工后的晶圆进行电性测试，在划片封装前将不合格的裸片剔除，减少芯片封装成本；成品测试主要针对封装后的芯片进行功能测试，保证产品出厂的合格率。该类型检测同样可应用芯片设计阶段流片后产品的有效性验证。半导体实验室检测贯穿于半导体全产业链，包括失效分析（FA）、材料分析（MA）、可靠性分析（RA）等，主要是运用物性分析、电性分析、表面分析、化学分析等多类型检测技术，针对失效样品进行缺陷定位与故障分析，帮助客户实现问题判定，加速产品研发与

5、工艺升级，提高产品良率和生产效率。2、半导体检测贯穿半导体制造流程，半导体检测贯穿半导体制造流程，在半导体产业中占据重要地位在半导体产业中占据重要地位 检测分析是半导体产业链中的重要环节，有助于加速半导体新品的研发进程、提升产品性能和产成品良检测分析是半导体产业链中的重要环节，有助于加速半导体新品的研发进程、提升产品性能和产成品良品率、提高经营效率与节约成本费用品率、提高经营效率与节约成本费用。由于芯片的设计、晶圆代工、封装测试、原材料制备和生产设备制造等各个环节均有可能对半导体产品的质量产生影响，因而，检测服务伴生于各个环节。检测设备作为能够优化制程控制良率、提高效率与降低成本的关键，在半导

6、体产业中占据重要地位检测设备作为能够优化制程控制良率、提高效率与降低成本的关键，在半导体产业中占据重要地位。随着技术发展，半导体芯片晶体管密度越来越高，相关产品复杂度及集成度呈现指数级增长，这对于芯片CYeXsUcVvZBUjWtUaQaO6MsQmMoMpMiNqRrQeRnMqM8OrRyQvPmRsOvPpPqO 3/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 设计及开发而言是前所未有的挑战。新应用需求驱动了制程微缩和三维结构的升级，使得工艺步骤大幅提升，成熟制程（以 45nm 为例）工艺步骤数大约需要 430 道，到了先进制程（以 5nm 为例）

7、将会提升至 1250 道，工艺步骤将近提升了 3 倍；结构上来看包括 GAAFET、MRAM 等新一代的半导体工艺都是越来越复杂，在数千道制程中，每一道制程的检测皆不能有差错，否则会显著影响芯片的成败。作为重要的专用设备，集成电路测试设备不仅可判断被测芯片或器件的合格性，还可提供关于设计、制造过程的薄弱环节信息，有助于提高芯片制造水平。3、光学检测技术凭借精度高、速度快的优势市占率超光学检测技术凭借精度高、速度快的优势市占率超 75%从技术路线原理上看，检测和量测主要包括光学检测技术、电子束检测技术和从技术路线原理上看，检测和量测主要包括光学检测技术、电子束检测技术和 X 光量测技术，其中光光

8、量测技术，其中光学检测技术空间占比较大学检测技术空间占比较大。三种技术的差异主要体现在检测精度、检测速度及应用场景上。结合三类技术路线的特点，应用光学检测技术的设备可以相对较好实现高精度和高速度的均衡，并且能够满足其他技术所不能实现的功能，如三维形貌测量、光刻套刻测量和多层膜厚测量等应用。根据 VLSI Research和 QY Research 的报告，2020 年全球半导体检测和量测设备市场中，应用光学检测技术、电子束检测技术及 X 光量测技术的设备市场份额占比分别为 75.2%、18.7%及 2.2%，可以看出应用光学检测技术的设备在占比方面具有领先优势。未来检测和量测设备的技术提升主要

9、体现在三个方面：提高光学检测技术分辨率、加强大数据检测算法未来检测和量测设备的技术提升主要体现在三个方面：提高光学检测技术分辨率、加强大数据检测算法和软件的自主研发、提升设备检测速度和吞吐量和软件的自主研发、提升设备检测速度和吞吐量。分辨率分辨率：随着 DUV、EUV 光刻技术的不断发展，集成电路工艺节点的不断升级，市场对检测技术的空间分辨精度也提出了更高的要求。未来设备制造厂商必须使用更短波长的光源以及更大数值孔径的光学系统，才能进一步提高光学分辨率。软件与算法软件与算法：在达到或接近光学系统极限分辨率的情况下，光学检测技术在依靠解析晶圆的图像来捕捉其缺陷的基础之上，还需要结合深度的图像信号

10、处理软件和算法，在有限的信噪比图像中寻找微弱的异常信号。然而目前市场上并没有可以直接使用的软件，因此业内企业均需在自己的检测和量测设备上自行研制开发算法和软件。4/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 吞吐量吞吐量：半导体质量控制设备是晶圆厂的主要投资支出之一，因此设备的性价比是其选购时的重要考虑因素。质量控制设备检测速度和吞吐量的提升将有效降低晶圆检测成本，从而实现降本增效。4、量量/检测设备是国产化率最低环节之一，本土企业正在快速突破检测设备是国产化率最低环节之一，本土企业正在快速突破 量/检测设备是前道国产化率最低的环节之一，2022 年国产

11、化率仍不足 3%。中科飞测中科飞测、上海精测上海精测、上上海睿励海睿励三家企业 2022 年销售收入合计约为 7.46 亿元，对应中国大陆市场份额不足 3%。若以批量公开招标的华虹无锡华虹无锡为统计样本，据不完全统计，2022 年华虹无锡完成量/检测设备招标 47 台，其中国产设备中标 1 台，国产化率仅 2%，远低于去胶机、刻蚀设备、薄膜沉积设备等环节。本土半导体设备企业正在量本土半导体设备企业正在量/检检测领域积极布局，已经基本覆盖主流量测领域积极布局，已经基本覆盖主流量/检测设备类检测设备类 型型。中科飞测中科飞测：涵盖无（有）图形晶圆缺陷检测、三维形貌量测、薄膜膜厚量备（介质）和套刻精

12、度量测等系列设备，并积极研发纳米图形晶圆缺陷检测、金属薄膜量测等设备。上海精测上海精测：覆盖薄膜测量、光学关键尺寸量测、电子束缺陷检测等设备类别。睿励科学睿励科学：包括光学薄膜测量和缺陷检测设备两大类，可对多类半导体薄膜实现精准的厚度、折射率、成分比率和应力测量，以及图形&无图形外观缺陷检测。东方晶源东方晶源：拳头产品包括电子束缺陷检测 EBI、关键尺寸量测设备 CD-SEM。赛腾股份赛腾股份：收购日本 Optima，对硅片、晶圆的边缘、正背面外观缺陷检测具备全球竞争力。自主可控自主可控&技术协同进步驱动下，技术协同进步驱动下，本土企业本土企业快速推进快速推进。中科飞测中科飞测多 款产品通过

13、28nm 产线验收，2Xnm 产线设备正在验证，1Xnm 产线设备正在研发。此外，上海精测上海精测电子束检测设备已经进入 1Xnm 验证，上海睿励上海睿励自主研发的光学薄膜量测设备也已进入 14nm 产线验证。5/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 二、种类解析二、种类解析 检测设备：（纳米）图形晶圆缺陷检测占比最高，光学检测技术为主检测设备：（纳米）图形晶圆缺陷检测占比最高，光学检测技术为主。在检测环节以光学检测为主，光学检测技术可进一步分为无图形晶圆检测技术、图形晶圆成像检测技术和光刻掩膜板成像检测技术。少部分有图形晶圆缺陷检测和复查使用电子

14、束来检测。1、有图形晶圆检测设备有图形晶圆检测设备 图形化是指使用光刻或光学掩膜工艺来刻印图形，引导完成晶圆表面的材料沉积或清除。有图形缺陷检测设备采用高精度的光学技术，对晶圆表面纳米及微米尺度的缺陷进行识别和定位。针对不同的集成电路材料和结构，缺陷检测设备在照明和成像的方式、光源亮度、光谱范围、光传感器等光学系统上，有不同的设计。图形缺陷检测设备主要可分为明场缺陷检测和暗场缺陷检测两大类。明场缺陷检测设备，采用等离子体光源垂直入射，入射角度和光学信号的采集角度完全或部分相同，光学传感器生成的图像主要由反射光产生；暗场缺陷检测设备通常采用激光光源，光线入射角度和采集角度不同，光学图像主要由被晶

15、圆片表面散射的光生成。其皆通过对晶圆上的图形进行成像后与相邻图像对比来检测缺陷并记录其位置坐标。光学晶圆缺陷检测设备使用晶圆的旋转位置和光束的径向位置定义晶圆表面上缺陷的位置。在晶圆检测机台中，使用光谱仪检测器 PMT 或 CCD 以电子方式记录光强度，并生成晶圆表面上散射或反射强度的图。该图提供了有关缺陷大小和位置以及缺陷的信息由于颗粒污染等问题导致的晶圆表面的状况。6/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 明场光学图形缺陷检测设备的供应商包括美国科磊半导体（39xx 系列及 29xx 系列）、应用材料（UVision 系列），暗场光学图形缺陷检

16、测设备的供应商包括科磊（Puma 系列）。2、无图形晶圆检测设备、无图形晶圆检测设备 无图形晶圆检测是对于裸硅片和表面没有图形的晶圆的检测。一般用于在开始生产之前硅片在硅片厂处获得认证，半导体晶圆厂收到后再次认证的检测过程，同时在生产过程中一些用于对比及环境测量的控片挡片的检测。由于晶圆表面没有图案，因此无需图像比较即可直接检测缺陷，其工作原理是将激光照射在圆片表面，通过多通道采集散射光，经过表面背景噪声抑制后，通过算法提取和比较多通道的表面缺陷信号，最终获得缺陷的尺寸和分离。无图形圆片表面检测系统能够检测的缺陷类型包括颗粒污染、凹坑、水印、划伤、浅坑、外延堆垛、CMP 突起。一般来说暗场检测

17、是非图案化晶圆检测的首选，因为可以实现高速扫描，从而实现高的晶圆产量。主要供应商包括 KLA（Surfscan 系列）、Hitachi High-Tech（LS 系列）。3、掩膜版缺陷检、掩膜版缺陷检测设备测设备 7/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 掩膜掩膜/光罩检测光罩检测：掩模在使用过程中很容易吸附粉尘颗粒，而较大粉尘颗粒很可能会直接影响掩模图案的光刻质量，引起良率下降。因此，在利用掩模曝光后，通常会利用集成掩模探测系统对掩模版进行检测，如果发现掩模版上存在超出规格的粉尘颗粒，则处于光刻制程中的晶圆将会全部被返工。针对光刻所用的掩膜板，通

18、过宽光谱照明或者深紫外激光照明，以高分辨率大成像口径的光学成像方法，获取光刻掩膜板上的图案图像，以很高的缺陷捕获率实现缺陷的识别和判定。4、电子束图形晶圆检测、电子束图形晶圆检测/复查设备复查设备 电子束成像也用于缺陷检测，尤其是在光学成像效果电子束成像也用于缺陷检测，尤其是在光学成像效果较低的较小几何形状中较低的较小几何形状中。电子束检测动态分辨率范围比光学检测系统大。随着半导体集成电路工艺节点的推进，光学缺陷检测设备的解析度无法满足先进制程需求，必须依靠更高分辨率的电子束设备。电子束的原理为通过聚焦电子束对晶圆表面进行扫描，接受反射回来的二次电子和背散射电子，进而将其转换成对应的晶圆表面形

19、貌的灰度图像。通过比对晶圆上不同芯片（Die）同一位置的图像，或者通过图像和芯片设计图形的直接比对，可以找出刻蚀或设计上的缺陷。电子束检测的优势为可以不受某些表面物理性质的影响，且可以检测很小的表面缺陷，如栅极刻蚀残留物等，相较于光学检测技术，电子束检测技术灵敏度较高，但检测速度较慢，因此主要用于在研发环境和工艺开发中对新技术进行鉴定，以及光学检测后的复查，对缺陷进行清晰地图像成像和类型的甄别。主要供应商包括 KLA（eDR7XXX 系列、eSL10 系列）、AMAT（SEM VISION 系列）。三、行业驱动因素三、行业驱动因素 1、全球产业链转移及国产替代驱动国产半导体高速发展全球产业链转

20、移及国产替代驱动国产半导体高速发展 半导体产品按产品应用可以划分为集成电路、分立器件、光电子器件、传感器等，其中集成电路在全球终端产品中占据 80%以上份额，是绝大多数电子设备的核心部件。检测分析服务是半检测分析服务是半导体产业链的伴生导体产业链的伴生性行业，国内半导体检测行业的发展与产业景气度息息相关，国内半导体产业的发展受益于全球产业链性行业，国内半导体检测行业的发展与产业景气度息息相关，国内半导体产业的发展受益于全球产业链转移和国产替代加速转移和国产替代加速。一方面，全球半导体产业链分工带来的产业转移带动了国内半导体行业的发展，尤其是封测和晶圆制造环节，5G、智能驾驶、AI 等高智能产业

21、的发展也加速了半导体行业需求的释放。根据 WSTS 世界半导体贸易统计组织的数据，中国半导体市场规模从 2015 年的 984 亿美元增长到 2021 年的 1925 亿美元，六年复合增速为 11.8%，在全球市场规模的占比达到 34.6%，为全球最大的单一区域市场。其中，集成电路（IC）设计环节企业数量和市场规模的复合增速分别达到 25.0%和 22.7%，增速更为可观。另一方面，中美贸易摩擦后国内产业链安全问题愈发突出，发展国内半导体产业上升到国家战略层面，倒逼国内的国产替代进程，2020 年 7 月国务院印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策，提出将从财税政策、投融资政

22、策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场应用政策、国际合作政策等八个方面出台政策，该文件为国内集成电路产业发展的指引性文件，促进行业的快速发展。再者，从终端应用来看，虽然 PC/手机市场接近饱和，出货量增速放缓，但随着 5G 应用的普及，智能汽车、智能家居、云服务、物联网、AI 等新兴产业蓬勃发展，预计将成为半导体产业发展的主要驱动力。8/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 半导体产业的中长期快速发展和国产化率的提升预计都将带动检测分析业务的成长，尤其是国产化必然伴随着反复研制和试验的过程，在智能汽车、AI、物联网等应用场景更加

23、复杂化的背景下，中长期来看，半导体检测仍大有可为。2、作为基础设备之一，量检测设备的需求具备较强韧性作为基础设备之一，量检测设备的需求具备较强韧性 半导体设备市场需求主要受晶圆厂资本开支规模影响半导体设备市场需求主要受晶圆厂资本开支规模影响。自 3Q22 以来，半导体终端需求放缓导致全球晶圆厂商资本开支减少，半导体设备行业增速放缓。根据 SEMI，2022 年全球晶圆厂设备支出为 980 亿美元，SEMI 预计 2023 年同比下滑 22%至 760 亿美元，但有望在 2024 年同比增长 21%，恢复到 920亿美元。9/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究

24、报告研究报告 3、先进先进制程对量检测设备提出了更高的要求制程对量检测设备提出了更高的要求“一代工艺、一代设备、一代材料一代工艺、一代设备、一代材料”的行业特征在量检测设备领同样适用的行业特征在量检测设备领同样适用。主流半导体工艺制程已从28nm、14nm、10nm、7nm 向 5nm 发展，部分先进半导体制造厂商正在开发 3nm 工艺，FinFET、GAA、3D NAND 等结构逐渐成为主流技术。随着工艺不断进步，产品制程步骤越来越多，微观结构逐渐复杂，材料使用也更加的多样化，生产成本呈指数级提升。为了获取尽量高的晶圆良品率，必须严格控制晶圆之间、同一晶圆上的工艺一致性，因此对集成电路生产过

25、程中的质量控制需求将越来越大。未来检测和量测设备需在灵敏度、准确性、稳定性、吞吐量等指标上进一步提升，保证每道工艺均落在容许的工艺窗口内，保证整条生产线平稳连续的运行。随着集成电路器件物理尺度的缩小，需要检测的缺陷尺度和测量的物理尺度也在不断缩小；随着集成电路器件逐渐向三维结构发展，对于缺陷检测和尺度测量的要求也从二维平面中的检测逐渐拓展到三维空间的检测。为满足检测和量测技术向高速度、高灵敏度、高准确度、高重复性、高性价比的发展趋势和要求，在光学领域，行业内进行了许多技术改进，例如增强照明的光强、光谱范围延展至 DUV 波段、提高光学系统的数值孔径、增加照明和采集的光学模式、扩大光学算法和光学

26、仿真在检测和量测领域的应用等，未来随着集成电路制造技术的不断提升，相应的检测和量测技术水平也将持续提高。四、产业链分析四、产业链分析 1、产业链概况、产业链概况 从半导体检测行业的产业链结构来看，行业上游主要是提供检测设备、化学试剂及其他耗材的生产制造商等；中游主要是半导体检测分析厂商；下游则是半导体产业链各类型的检测报告使用者，包括芯片设计、晶圆制造、芯片封装、原材料生产、半导体设备、模组及终端应用等。对半导体企业而言，良率是衡量产品与服务质量的重要指标，半导体生产制造的设计、制造、封装等任一环节的瑕疵均有可能造成产品发生开路、短路、参数漂移、功能失效等情况。随着 5G、AI 等众多应用的涌

27、现，芯片功能复杂度、系统集成度爆发式增长，且当芯片与系统、软件等环境融合时，各种应用模式下的安全性、可靠性则显得尤为重要。因此半导体检测分析具有明显的伴生属性，与下游客户的生产活动、研发活动紧密融合，是半导体产业链中不可或缺的重要组成部分。10/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 2、行业上游：以光学、电子束、精密移动类机械零部件为主行业上游：以光学、电子束、精密移动类机械零部件为主 从上游来看，量检测设备根据其原理不同，主要涉及光学类、电子束源和 X-光源等核心零部件。其中光学类主要涉及光源、镜头、相机、探测器和光学元件等。共通性较强的零部件主

28、要是运动与控制类，包括晶圆传输系统 EFEM、机械手和精密运动系统，以及机械加工件等。供应商方面，根据中科飞测中科飞测公告，EFEM 和机械手海外供应商主要有乐孜乐孜，国内供应商主要有果纳半导体果纳半导体、华卓精科华卓精科、广川科技广川科技等；光学类零部件主要海外供应商蔡司蔡司、滨松光子学滨松光子学、爱特蒙特爱特蒙特、爱万提斯爱万提斯、索雷博光电索雷博光电等，国内供应商主要有英诺激光英诺激光、奥普特奥普特、凌云光凌云光、科迪赛瑞光电科迪赛瑞光电等；机械加工件海外供应商主要有京瓷京瓷等，国内供应商主要有尚德福尚德福、郑州磨料磨具磨削研究所郑州磨料磨具磨削研究所等。11/23 2023 年年 11

29、 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、行业下游：需求长期景气、行业下游：需求长期景气 根据全球半导体贸易统计组织（WSTS）统计，2021 年全球半导体工业销售额为 5559 亿美元，同比增长 26.2%；2022 年预计全球半导体市场规模增速为 4.4%，总体市场规模将达 5804 亿美元左右。2020年起，受下游需求旺盛驱动，全球半导体产业快速复苏；2022 年，整体半导体市场规模增速有所放缓，但在经历短暂周期性调整后，预计半导体市场仍将迎来攀升。根据 IC Insights 预测，2022 年至 2026年市场将呈现 6.5%的年平均增长率。半导体行业整体景气度的

30、提升有望推升半导体检测分析需求。五五、市场格局、市场格局 1、国外寡头垄断市场，国外寡头垄断市场，KLA 占比超过占比超过 50%全球半导体设备市场目前处于寡头垄断局面，市场上美日技术领先，以应用材料全球半导体设备市场目前处于寡头垄断局面，市场上美日技术领先，以应用材料 AMAT（美国）、阿（美国）、阿斯麦斯麦 ASML（荷兰）、拉姆研究（荷兰）、拉姆研究 LAM Research（美国）、东京电子（美国）、东京电子 TEL（日本）、科磊半导体（日本）、科磊半导体KLA（美国）等为代表的国际知名半导体设备企业占据了全球市场的主要份额（美国）等为代表的国际知名半导体设备企业占据了全球市场的主要份

31、额。根据 CINNO Research的统计，2022 年全球前十大半导体设备厂商均为境外企业，市场份额合计超过 75%。12/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 全球量全球量/检测设备厂家中，检测设备厂家中，KLA 一家独大一家独大。量测设备市场呈现出高度垄断的格局，根据 Gartner 数据2021 年行业前 5 名分别为 KLA、AMAT、日立高新（Hitachi High-Tech）、创新科技（Onto Innovation）、新星测量仪器（Nova Measuring），行业 TOP3 占据 75%的市场份额。美国的 KLA 牢牢占据行

32、业的龙头地位，市场占有率超过行业第二的四倍。根据 Gartner，KLA 长期在半导体制造中过程控制业务领域份额超过 50%，2021 年以 54%位列第一，是第二名竞争对手市场份额的 4 倍以上。尤其是在晶圆形貌检测、无图形晶圆检测、有图形晶圆检测领域，KLA 在全球的市场份额更是分别高达85%、78%、72%。2、国内半导体设备海外依赖度高，产品覆盖率及制程先进程度差距大国内半导体设备海外依赖度高，产品覆盖率及制程先进程度差距大 中国大陆半导体设备海外依赖度高中国大陆半导体设备海外依赖度高。2022 年全球前五的设备厂商中，除 ASML 外中国大陆均为第一大客户。13/23 2023 年年

33、 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 在在产品覆盖率及制程先进程度方面，产品覆盖率及制程先进程度方面，国内外厂商国内外厂商差距差距较大较大：产品覆盖度差距大，国内龙头的产品覆盖度为产品覆盖度差距大，国内龙头的产品覆盖度为 27%，更多品类待开发和导入，更多品类待开发和导入。量/检测设备种类多，龙头公司通过自身持续创新和并购拥有很高的工艺覆盖率，全球占比 54%的龙头美国公司 KLA 对于量测+检测产品线覆盖率达 85%以上，且几乎在每一个所涉产品线中均市场份额最高；其他海外龙头如美国AMAT、ONTO 等公司产品覆盖率也分别达到 50%和 35%以上。根据中科飞测招股

34、说明书，公司产品线涵盖份额占比为 27%。同时中科飞测正在积极研发纳米图形晶圆缺陷检测设备、关键尺寸量测设备等其他细分领域的机型，对应的市场份额为 25%和 10%，研发成功后将提高产品线覆盖度。工艺节点上，国内企业目前仅能覆盖工艺节点上，国内企业目前仅能覆盖 28nm 及以上制程及以上制程。国际竞争对手的先进产品普遍能够覆盖28nm 以下制程，国内产品已能够覆盖 28nm 及以上制程，应用于 28nm 以下制程的量/检测设备在研发中。3、国内设备厂商内生国内设备厂商内生+外延快速发展外延快速发展 国内半导体处于高速增长期，本土企业存在较大的国产化空间。国内量测设备主要厂家有中科飞测中科飞测、

35、上上海睿励海睿励、上海精测上海精测、赛腾股份赛腾股份、东方晶源东方晶源、埃芯半导体埃芯半导体、南京中安南京中安等，其部分产品已进入一线产线验证，推动量测设备国产化。14/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 六六、国产替代国产替代机遇机遇 1、大陆量测设备市场增长迅速，国产替代需求迫切、大陆量测设备市场增长迅速，国产替代需求迫切 中国大陆晶圆产能建设方兴未艾中国大陆晶圆产能建设方兴未艾。中国是全球最大的半导体消费市场，旺盛的终端需求也带动了全球晶圆制造产能中心向中国大陆转移，中国大陆晶圆产能建设加速推进。根据 SEMI 数据，2021-2023 年

36、间全球开始/计划建设的 84 座大规模芯片制造工厂中，有 20 座位于中国大陆，数量超过其他地区。晶圆产能建设驱动国内量测设备市场空间高速成长晶圆产能建设驱动国内量测设备市场空间高速成长。2020 年以来，中芯南方中芯南方、长江存储长江存储、合肥长鑫合肥长鑫、广州粤芯广州粤芯、上海积塔上海积塔等本土晶圆制造产线的建设/扩张接连取得进展，国内半导体制造企业的产能扩张为国内半导体设备市场规模的增长提供了强劲动力。根据相关数据，2016-2021 年，中国大陆半导体设备市场空间年均复合增速达到 35.6%，远高于全球平均增速 20.0%；2016-2020 年，中国大陆检测和量测设备市场年均复合增速

37、达到 31.6%，远高于全球平均增速 12.6%；2020 年中国大陆半导体检测和量测设备市场空间达到 21.0 亿美元。15/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 检测和量测设备国产替代需求迫切，本土厂商加速突破检测和量测设备国产替代需求迫切，本土厂商加速突破。海外龙头凭借技术积累优势、产品线覆盖广度高、品牌认可度高等优势，占据了主要的中国大陆半导体检测和量测设备市场；2020 年科磊半导体、应用材料、日立合计占据 70.9%的市场份额。根据数据，2020 年我国半导体量测与检测设备国产化率仅约 2%，国产替代需求迫切。近年来，本土厂商紧抓本土晶

38、圆厂扩产/建设的时代机遇，积累技术水平、丰富产品系列、推进客户导入，在产品与客户端实现了加速突破，并有望乘国产替代东风持续加速成长。2、半导体量半导体量/检测设备国产化率极低，本土企业未来空间广阔检测设备国产化率极低，本土企业未来空间广阔 半导体量半导体量/检测设备技术壁垒高，研发难度大检测设备技术壁垒高，研发难度大。半导体量/检测设备的研发具有较高的技术壁垒，具有研发投入大、市场验证周期相对较长等特征，导致行业进入难度大。全球和中国范围来看，半导体量/检测企业市场集中度均较高，主要市场份额被美国科磊、应用材料等厂家占据，行业具有“胜者为王”的属性。当前来看，中国大陆的半导体量/检测企业的目标

39、市场还聚焦在国内，且市占率较低。现阶段来看，中科飞测中科飞测属于国产半导体量/检测领先企业，聚焦光学检测领域。现阶段中科飞测主要竞争对手包括：国外：科磊半导体科磊半导体、应用材料应用材料、创新科技创新科技、新星测量仪器新星测量仪器、康特科技康特科技和帕克公司帕克公司等；国内：上海睿励上海睿励和上海精测上海精测。半导体量半导体量/检测设备国产化率低，但提升趋势明显检测设备国产化率低，但提升趋势明显。国内半导体量/检测设备企业主要有中科飞测中科飞测、上海上海精测精测、上海睿励上海睿励，其他大多体量很小或产品尚在研发中，故采用这三家的市占率来拟合国产化率。2018-2022 年，中科飞测、上海精测、

40、上海睿励三家合计收入由 0.6 亿元增长到 7.46 亿元，CAGR 为87.8%，国产化替代背景下三家收入快速增长。与此同时，半导体量/检测设备国产化率也从 2018 年的0.69%快速提升至 2022 年的 3.45%。现阶段，国产半导体量/检测设备厂商正处于加速国产替代阶段，海外布局预计将在国内市占率提升到一定程度后才会进行。政策端推动叠加美国半导体霸权行为影响，国政策端推动叠加美国半导体霸权行为影响，国产替代势在必行产替代势在必行。半导体关键设备作为具有战略意义的高端装备，对于我国半导体产业的发展意义非凡，国家对于半导体相关装备的发展给予高度重视，制定并出台了一系列法律法规和政策支持。

41、如国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要中提到，“在集成电路领域，关注集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发”，又如国务院关于印发“十三五”国家战略性新兴产业发展规划的通知中提到，“推动封装测试、关键装备和材料等产业快速发展”。半导体量/检测设备作为集成电路领域重点高端装备，该领域的企业必将受益于相关政策。16/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 17/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 美国对中国半导体产业的持续打压有望加速半导体设备的国产替代美国对中国半导体产

42、业的持续打压有望加速半导体设备的国产替代。2022 年 10 月 7 日，美国商务部工业与安全局（BIS）将 31 家中国公司、研究机构和其他团体列入所谓“未经核实的名单”，限制它们获得某些受监管的美国半导体技术的能力，意在进一步限制中国获得先进计算芯片、开发和维护超级计算机以及制造先进工艺的能力。美国此举是继对中国禁售高端光刻机、向华为公司施加“芯片禁令”、组织“芯片四方联盟”、颁布芯片法案等一系列限制行为后的升级政策。在美国持续施压的背景下，半导体关键设备的国产替代已成必然趋势。为拥有长期、稳定的设备供应商来满足生产需求，国内下游芯片制造商对于国内设备厂商的重视程度将会达到空前的高度。以国

43、内领先的芯片制造企业中芯国际中芯国际为例，其招股说明书和定期报告也特别提到“为降低供应链风险，中芯国际建立了供应渠道多元化的持续改善机制，有计划地导入新的供应商，减少单一供应商对生产活动造成的影响。为有效缩短供应周期与减少对关键供应商的依赖，在与国际供应商合作的同时，重视供应链国产化的推动及本土供应商的培养”。量/检测设备是半导体生产的关键设备之一，在此背景下，我国国内半导体量测和检测设备的国产替代速度有望加快，中科飞测中科飞测等企业将迎来发展机遇。18/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、预计预计 2025 年半导体检测市场规模达到年半导体

44、检测市场规模达到 90 亿元左右亿元左右 通过国内半导体产业销售规模、研发支出比例、测试费用在研发支出中的比例 3 个数据来测算国内半导体检测的市场规模。2021 年我国半导体产业销售规模达到 2118 亿美元，考虑到华为 Mate 60 系列手机的超预期销售以及智能汽车、智能家居、AI、物联网等产业的快速增长，预计半导体产业未来几年的营收增速约 5%-12%，2025 年将超过 3000 亿美元。研发支出强度根据长江行业分类中半导体板块的均值，涵盖半导体材料、半导体设备、分立器件、集成电路封装、集成电路设计 5 个方向，2017-2022 年整体呈现提升趋势，假设 2025 年该比例达到 9

45、.5%。测试费用占比根据典型 7 家公司（韦尔股份韦尔股份、汇顶科技汇顶科技、兆易创新兆易创新、紫光国微紫光国微、富瀚微富瀚微、全志科技全志科技、中中颖电子颖电子）披露数据采用平均值统计而来，2022 年测试费用/研发支出约 4.2%，考虑到半导体产品类型和应用场景复杂度的提升和国产化验证的需求，预计测试比例将继续稳步提升，假设 2025 年达到 4.5%。值得一提的是，测试费用在产业链整体营收中的占比并不高，2022 年约 0.38%，检测分析环节经济成本较低但功能性极强，该特征可有效保障客户选择检测供应商时，将品牌认可度和技术服务能力的优先级置于价格之上。综上统计，预计 2025 年国内半

46、导体检测市场规模将达到 90 亿元，2023-2025 年复合增速达到 13.6%；受消费电子终端需求疲弱影响，2022 年和 2023 年产业增速可能放缓，但考虑到先进制程、第三代半导体、5G、高性能计算（HPC）、智能汽车、AI 等新兴领域的需求逐渐释放，行业未来仍然大有可为。七七、相关企业、相关企业 1、中科飞测：半导体检测量测设备国产替代引领者，高速成长正当时中科飞测：半导体检测量测设备国产替代引领者，高速成长正当时 专注半导体质量控制设备，业绩快速成长专注半导体质量控制设备，业绩快速成长。公司专注于半导体检测和量测两大类专用设备，其中检测设备营收占比 75.5%，量测设备营收占比 2

47、3.1%，均已应用于国内 28nm 及以上制程的集成电路制造产线。2022 年公司营收达 5.09 亿元，同比增长 41.24%，2018-2022 年营业收入 CAGR 为 103.23%；2022 年公司整体毛利率 48.67%，较 2018 年增长 25pcts。技术优势驱动公司实现业绩及盈利能力爆发式增长。19/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 检测量测是半导体产业链重要环节，受益下游晶圆厂持续扩产检测量测是半导体产业链重要环节，受益下游晶圆厂持续扩产。检测量测设备作为质量控制环节伴随半导体前道和先进封装的多个工艺环节，是半导体设备中的

48、重要组成部分，根据 SEMI 统计，检测量测设备约占半导体产业链价值量 11%，仅次于刻蚀机、光刻机、薄膜沉积设备。伴随中芯国际中芯国际等国内晶圆厂商保持扩产趋势，包括中科飞测在内的检测量测设备厂商将持续受益。公司在国产检测量测厂商中市场份额最领先，引领国产替代公司在国产检测量测厂商中市场份额最领先，引领国产替代。截至 2020 年，科磊占据国内检测量测设备市占率超 50%，国内检测量测设备市场国产化率低于 3%，其中，中科飞测市占率 1.74%大幅领先国内同业。当前中科飞测检测设备已与国际龙头科磊科磊、创新科技创新科技性能相当，量测设备重复性精度亦达国际龙头帕克公司水平，中科飞测产品已在中芯

49、国际中芯国际、长江存储长江存储、士兰集科士兰集科、长电科技长电科技、华天科技华天科技、通富微通富微电电等晶圆制造厂商的产线上实现广泛应用。公司注重研发投入，研发成果转化潜力巨大公司注重研发投入，研发成果转化潜力巨大。2022 年，公司研发费用率达 40%，远高于行业平均水平，当前公司共有研发人员 324 人，占公司员工人数 43%；截至 2022 年中，公司共计 14 个研发项目中 10个项目受到了政府补助，覆盖率达到 71.4%，补助金额达研发投入 32.45%，高研发投入模式具有可持续性。目前公司已有 10 个项目开启产业化验证，预计未来两年将陆续实现量产转化为公司业绩。2、精测电子精测电

50、子：三级跨越，国内检测设备龙头扬帆起航：三级跨越，国内检测设备龙头扬帆起航 公司深耕面板检测行业，布局半导体、新能源开启成长新篇章公司深耕面板检测行业，布局半导体、新能源开启成长新篇章。公司自 2006 年成立以来立足面板显示检测领域，集合“光、机、电、软、算”一体化系统优势，在面板显示检测领域处于行业领先水平。2018年，公司顺势切入半导体检测、新能源赛道，形成“面板显示+半导体+新能源”的业务布局，并逐步向核 20/23 2023 年年 11 月月 10 日日 行业行业|深度深度|研究报告研究报告 心上游零部件领域延伸。2020 年以来，公司半导体+新能源业务占营收比例持续提升，2023

51、年上半年已提升至 32.1%。公司凭借技术积累与自主研发，积累了丰富的客户资源和品牌知名度，平板显示检测领域客户已涵盖国内各主要面板、模组厂商，如京东方京东方、华星光电华星光电、中国电子中国电子、天马微天马微等，以及在中国大陆建有生产基地的韩国、日本、中国台湾地区的面板、模组厂商，如富士康富士康、明基友明基友达达等；在半导体检测领域，公司与中芯国际中芯国际、华虹集团华虹集团、长江存储长江存储、合肥长鑫合肥长鑫、广州粤芯广州粤芯等众多客户建立了良好的合作关系。公司重视战略研发投入，培育研发人才，2022 年年底公司研发人员占公司员工总数超 50%，为公司新产品的推出注入强劲动力。半导体设备新签订

52、单情况优异，产品线布局全面，制程向更先进突破半导体设备新签订单情况优异，产品线布局全面，制程向更先进突破。受益于下游需求逐渐回暖，叠加全球半导体先进产能扩张，预计 2024 年半导体检测设备市场有望得到复苏。公司产品线布局丰富，膜厚系列产品、OCD 设备、电子束设备已取得国内多家客户的批量订单；半导体硅片应力测量设备也取得客户重复订单；明场光学缺陷检测设备已完成首台套交付，且已取得更先进制程订单；有图形暗场缺陷检测设备等其余储备的产品目前正处于研发过程中。目前公司核心产品已覆盖 2xnm 及以上制程，先进制程的膜厚产品、OCD 设备以及电子束缺陷复查设备已取得头部客户订单。2023 年公司新签

53、订单进一步取得突破，截至 2023 年 8 月 29 日，公司半导体领域在手订单金额为 13.65 亿元；较截止 2023 年4 月 23 日在手订单 8.91 亿元相比，新签订单增长情况优异。未来随着公司制程先进性以及产品成熟度的不断提高、叠加市场认可度不断增长，预计公司半导体设备订单有望持续放量，成为公司最重要的收入贡献点。新型显示带来面板检测设备市场新需求，公司产品线多维拓宽占据先发优势新型显示带来面板检测设备市场新需求，公司产品线多维拓宽占据先发优势。传统面板行业经历了长达一年半的下行周期，目前仍处于周期底部，OLED 及 Mini/MicroLED 等新型显示技术的快速迭代带来新增需

54、求。目前公司产品已覆盖 Module、Cell、Array 三大制程和 LCD、OLED、Mini/MicroLED 各类平板显示器件检测系统，2023 年上半年，公司加大了在精密光学仪器、新型显示领域的投入力度，同时设立深圳精测，进一步助力公司拓展显示领域 AR/VR 产业相关业务的发展。公司在智能和精密光学仪器领域，目前主力产品获得了客户重复批量订单；AR/VR/MR 等头显设备配套检测已取得突破性进展；Micro-OLED 检测领域与全球顶尖客户取得突破性研发进展，成为国内首屈一指进入 Micro-OLED cell 段检测方案提供商，在 Micro-OLED 模组检测端也与全球顶尖客户

55、达成相关合作协议，目前项目进展顺利；Micro-OLED、光学显示模组（Eyecup）等配套检测均已收获全球顶尖客户批量订单，并完成部分交付；预计未来公司有望充分利用产品优势和客户优势打开更广阔的下游成长空间。新能源设备应用领域广泛，深度合作核心客户，拓展国内外新客户新能源设备应用领域广泛，深度合作核心客户，拓展国内外新客户。公司在新能源设备领域主要聚焦高价值量的中后段环节，其中化成分容产品已批量出货，切叠一体机已通过认证，锂电池视觉检测系统、电芯装配线和激光模切机等新品均已布局，公司已与锂电龙头中创新航中创新航签署战略合作伙伴协议，共同研发迭代产品，同时积极开拓国内外客户，未来有望持续受益行

56、业增长。21/23 2023 年年 11 月月 10 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 3、上海睿励：深耕前道量检测，产品填补国内产业链重要空白、上海睿励：深耕前道量检测，产品填补国内产业链重要空白睿励科学仪器（上海）有限公司成立于 2005 年 6 月，致力于集成电路生产前道工艺检测领域设备研发和生产，是国内少数几家进入国际领先的 12 英寸生产线的高端装备企业之一，并且是国内唯一进入某韩国领先芯片生产企业的国产集成电路设备企业。上海睿励的第一大股东是中微公司，截至 2022 年上半年，中微公司的持股比例为 29.36%。上海睿励的主营产品为光学膜厚测量设备和光学缺陷检测设备，以及硅

57、片厚度及翘曲测量设备等。在量测设备方面，公司自主研发的 12 英寸光学测量设备 TFX3000 系列产品，已应用在 65/55/40/28nm 芯片生产线并正在进行 14nm 工艺验证，在 3D 存储芯片产线支持 64 层 3D NAND 芯片的生产并正在验证96 层 3D NAND 芯片的测量性能。在检测设备方面，公司的 FSD158e 设备、WSD200&WSD300 系列设备可分别应用于 2、3、4、5、6、8 寸图形或无图形晶圆以及 8、12 寸图形或无图形晶圆的外观缺陷检测。22/23 2023 年年 11 月月 10 日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 4、赛腾股份：收购、赛

58、腾股份：收购 Optima 进军半导体晶圆缺陷检测领域进军半导体晶圆缺陷检测领域赛腾股份是国内消费电子设备龙头企业，通过外延并购将主营业务拓展至半导体、新能源汽车等行业。2022 年公司实现营收 29.34 亿元，同比+26.55%。实现净利润 2.93 亿元，同比增长 63.5%。半导体设备半导体设备：赛腾股份 2018 年通过收购无锡昌鼎，进入半导体封测设备领域。2019 年通过收购日本Optima，进入晶圆检测设备领域。无锡昌鼎主要生产测试编带一体机、全自动组焊线机、自动打标机等半导体封装测试设备；Optima 拳头产品包括 RXW-1200、RXM-1200、BMW-1200(R)、A

59、XM-1200四大类，产品覆盖边缘、背面、正面等缺陷检测，是全球领先的硅片、晶圆外观缺陷检测设备龙头公司。目前产品主要是无图形晶圆检测设备，已成功进入 SUMCO、SK、SUMSUNG、协鑫协鑫、奕斯伟奕斯伟、中环中环、金瑞泓金瑞泓、沪硅沪硅等国内外龙头厂商，今年有望在国内晶圆厂有所突破，同时有图形晶圆检测设备正在稳步研发中。2022 年半导体设备板块营收达 3.75 亿元、同比增长 73%。消费电子设备消费电子设备：受益北美大客户 2023 年新机搭载潜望式摄像头及 MR 新产品，2023 年有望快速增长。公司将持续受益于北美大客户三大边际变化：2023 年新机搭载潜望式摄像头带来设备增量需

60、求，MR 新品即将发布带来的设备增量需求，以及产能向东南亚迁移带动的设备增量需求。新能源汽车设备新能源汽车设备：下游新能源车高景气度且公司充分绑定龙头客户。2018 年公司收购菱欧科技（现更名为赛腾菱欧），切入汽车零部件智能装备行业。主要客户为日本电产日本电产、村田新能源村田新能源、松下能源松下能源等。5、天准科技：收购、天准科技：收购 MueTec：检测量测产品宽度广，掩膜版等领域填补空白：检测量测产品宽度广，掩膜版等领域填补空白 天准科技于 2021 年 5 月以 1819 万欧元完成收购德国 MueTec 公司 100%股权。MueTec 的主要产品为高精度的光学测量和检测解决方案，20

61、21 年营业收入仅为 0.4 亿元。MueTec 深耕检测量测行业三十余年，重点覆盖 65nm 及以上制程，具备较宽产品线并为多行业提供产品解决方案。MueTec 的主要产品包括晶圆宏观缺陷检测、晶圆微缺陷检测、掩膜版检测、红外线检测等检测设备，以及关键尺寸量测、套刻精度量测、薄膜膜厚量测、掩膜版量测、红外线量测等量测设备，其中掩膜版、套刻精度等产品在国内供应中均具备稀缺性。MueTec 主要服务于晶圆制造、先进封装、光掩模版、MEMS 传感器、电子元件、OLED、LED 等多个先进制造领域，主要客户包括英飞凌英飞凌、恩智浦恩智浦、台积电台积电等。23/23 2023 年年 11 月月 10

62、日日行业行业|深度深度|研究报告研究报告 八、参考研报八、参考研报 1.申万宏源-电子行业周报：中科飞测是半导体检测量测设备国产替代引领者，关注美芯晟第二、三成长曲线2.中信建投-华兴源创-688001-面板检测迭代需求扩大，半导体、新能源检测迎第二成长曲线3.浙商证券-电子行业专题报告：半导体量测设备，集成电路良率控制关键，国产化提速！4.国海证券-半导体检测行业报告：集成电路国产化加速，第三方检测发展空间广阔5.长江证券-环保行业检测领域之半导体检测：国产替代浪潮下的守护者6.中金公司-半导体行业“芯”机遇系列：半导体量检测设备，芯片制造之“尺”7.浙商证券-精测电子-300567-深度报告：平板显示检测设备龙头，半导体前道检测核心标的8.广发证券-中科飞测-688361-本土半导体质量控制设备龙头，引领国产替代9.国泰君安-中科飞测-688361-公司首次覆盖报告：半导体量检测设备龙头，国产替代正当时10.国金证券-半导体设备行业深度：攻坚克难，国产量/检测设备 01 突破11.中金公司-半导体行业中金看海外公司：KLA，全球半导体制造量检测设备龙头12.中泰证券-中科飞测-688361-大陆量检测设备领军者，持续提升产品广度+深度13.东吴证券-中科飞测-688361-产品线持续丰富完善，引领半导体量/检测设备进口替代免责声明：以上内容仅供学习交流，不构成投资建议。