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1、请阅读最后评级说明和重要声明 1/26 行业深度报告|电子 证券研究报告 行业评级 推荐(维持)报告日期 2025 年 04 月 11 日 相关研究相关研究 【兴证电子】中美关税对抗下各细分方向的影响-2025.04.06【兴证电子】SEMI 预计今年全球晶圆厂设备投资将增至1100 亿美元,看好端侧AI 硬件创新浪潮和国产算力需求-2025.03.30【兴证电子】周报:英伟达发布新一代芯片架构,看好端侧 AI 硬件创新浪潮和国产算力需求-2025.03.23【兴证电子】中美关税对抗下各细分方向的影响-2025.04.06【兴证电子】SEMI 预计今年全球晶圆厂设备投资将增至1100 亿美元,
2、看好端侧AI 硬件创新浪潮和国产算力需求-2025.03.30【兴证电子】周报:英伟达发布新一代芯片架构,看好端侧 AI 硬件创新浪潮和国产算力需求-2025.03.23 分析师:姚康分析师:姚康 S0190520080007 S0190520080007 分析师:胡园园分析师:胡园园 S0190525010001 S0190525010001 半导体量检测设备:控制芯片生产良率的关键,具备极大国产替代空间和极强迫切性半导体量检测设备:控制芯片生产良率的关键,具备极大国产替代空间和极强迫切性 投资要点:投资要点:半导体量检测设备:芯片良率关键,光学和电子束技术优势互补。半导体量检测设备:芯片良
3、率关键,光学和电子束技术优势互补。半导体量检测设备主要用于前道晶圆制造和中道先进封装中的工艺控制,是芯片良率的关键。随着半导体工艺制程的不断缩小,芯片内部结构日趋复杂,同时应用于HBM 等新兴领域的2.5D/3D先进封装技术也快速发展,行业对于工艺控制要求愈发严苛,下游客户对高端半导体质量控制设备的技术要求及需求量也持续提升。从底层技术上看,目前产业中半导体量检测设备多应用光学和电子束技术,光学检测效率高,电子束检测精度高,在实际产业应用中,往往会同时考虑光学检测技术与电子检测技术特性,优势互补使用。半导体量检测设备主要用于前道晶圆制造和中道先进封装中的工艺控制,是芯片良率的关键。随着半导体工
4、艺制程的不断缩小,芯片内部结构日趋复杂,同时应用于HBM 等新兴领域的2.5D/3D先进封装技术也快速发展,行业对于工艺控制要求愈发严苛,下游客户对高端半导体质量控制设备的技术要求及需求量也持续提升。从底层技术上看,目前产业中半导体量检测设备多应用光学和电子束技术,光学检测效率高,电子束检测精度高,在实际产业应用中,往往会同时考虑光学检测技术与电子检测技术特性,优势互补使用。明暗场晶圆缺陷检测设备壁垒高市场广,是龙头厂商的兵家必争之地。明暗场晶圆缺陷检测设备壁垒高市场广,是龙头厂商的兵家必争之地。从工艺应用上看,半导体工艺控制设备分为“缺陷检测”和“量测”两大类:缺陷检测是指在晶圆表面上或电路
5、结构中,检测其是否出现异质情况,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷。量测 指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。根据VLSI Research,2020 年全球半导体量检测设备市场中,缺陷检测设备市场占比约 62.6%,量测设备市场占比约 33.5%。其中,基于明场/暗场成像原理的纳米图形晶圆缺陷检测设备技术壁垒高,市场占比达24.7%,是龙头厂商必争之地;目前,产业端明场缺陷检测多采用美国科磊29xx 和 39xx 系列产品,其中 29xx 系列最新产品 2965/2950E
6、P和 39xx 系列 3935/3920EP 均可应用于 5nm 及以下节点。从工艺应用上看,半导体工艺控制设备分为“缺陷检测”和“量测”两大类:缺陷检测是指在晶圆表面上或电路结构中,检测其是否出现异质情况,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷。量测 指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。根据VLSI Research,2020 年全球半导体量检测设备市场中,缺陷检测设备市场占比约 62.6%,量测设备市场占比约 33.5%。其中,基于明场/暗场成像原理的纳米图形晶圆缺陷检测设备
7、技术壁垒高,市场占比达24.7%,是龙头厂商必争之地;目前,产业端明场缺陷检测多采用美国科磊29xx 和 39xx 系列产品,其中 29xx 系列最新产品 2965/2950EP和 39xx 系列 3935/3920EP 均可应用于 5nm 及以下节点。半导体设备第四大细分赛道,美系厂商 科磊国内市占超半导体设备第四大细分赛道,美系厂商 科磊国内市占超 70%70%,具备极大国产替代空间和自主可控必要性。,具备极大国产替代空间和自主可控必要性。2023 年全球半导体量检测设备在全球半导体制造设备中占比近13%,是仅次于刻蚀设备、薄膜沉积设备、光刻设备的第四大细分赛道。近年来中国半导体产业发展迅
8、速,头部晶圆厂加速技术追赶和产能扩张,带动中国大陆半导体量检测设备市场高速发展。根据 VLSI 统计,2023 年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模达到 43.6 亿美元。2023 年全球量检测设备龙头美系厂商科磊中国大陆收入规模约33.9 亿美元,市占率超 70%,处于寡头垄断低位;而国内量检测设备领域放量较快的中科飞测 2023 年收入规模仅 8.9 亿元,国内市占率不到 5%。当前中美博弈背景下,半导体量检测设备板块具备极大的国产替代空间和极强的自主可控必要性。2023 年全球半导体量检测设备在全球半导体制造设备中占比近13%,是仅次于刻蚀设备、薄膜沉积设备、光刻设备的第四大细分赛道。
9、近年来中国半导体产业发展迅速,头部晶圆厂加速技术追赶和产能扩张,带动中国大陆半导体量检测设备市场高速发展。根据 VLSI 统计,2023 年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模达到 43.6 亿美元。2023 年全球量检测设备龙头美系厂商科磊中国大陆收入规模约33.9 亿美元,市占率超 70%,处于寡头垄断低位;而国内量检测设备领域放量较快的中科飞测 2023 年收入规模仅 8.9 亿元,国内市占率不到 5%。当前中美博弈背景下,半导体量检测设备板块具备极大的国产替代空间和极强的自主可控必要性。投资建议:投资建议:半导体量检测市场空间广阔,国产替代需求迫切,我们非常看好半导体量检测设备国产替代
10、带来的投资机会,建议关注:半导体量检测市场空间广阔,国产替代需求迫切,我们非常看好半导体量检测设备国产替代带来的投资机会,建议关注:1)1)中科飞测:产品覆盖半导体量检测设备 66.6%市场,关键明暗场缺陷检测设备已出货至多家头部客户验证中。2024 年营收 13.8 亿元,同比增长 55%,国产放量相对最快。2)中科飞测:产品覆盖半导体量检测设备 66.6%市场,关键明暗场缺陷检测设备已出货至多家头部客户验证中。2024 年营收 13.8 亿元,同比增长 55%,国产放量相对最快。2)精测电子:67%控股上海精测,布局光学和电子束检测技术,其明场光学缺陷检测设备已完成首台套交付及验收且取得先
11、进制程订单,有图形暗场缺陷检测设备正研发中。3)精测电子:67%控股上海精测,布局光学和电子束检测技术,其明场光学缺陷检测设备已完成首台套交付及验收且取得先进制程订单,有图形暗场缺陷检测设备正研发中。3)中微公司:27.5%持股睿励仪器,布局光学检测技术;60%持股超微公司,发力电子束检测技术。中微公司:27.5%持股睿励仪器,布局光学检测技术;60%持股超微公司,发力电子束检测技术。4)4)天准科技:通过自主研发、并购德国 Muetec 和战略投资成立苏州矽行公司布局半导体量检测领域,其面向 14nm 节点的 TB2000 明场缺陷检测设备已正式通过厂内验证。天准科技:通过自主研发、并购德国
12、 Muetec 和战略投资成立苏州矽行公司布局半导体量检测领域,其面向 14nm 节点的 TB2000 明场缺陷检测设备已正式通过厂内验证。风险提示风险提示:设备验证和国产化推进不及预期;下游晶圆厂扩产及招标不及预期;贸易摩擦影响上游供应链风险。:设备验证和国产化推进不及预期;下游晶圆厂扩产及招标不及预期;贸易摩擦影响上游供应链风险。请阅读最后评级说明和重要声明 2/26 行业深度报告|电子 目录目录 一、半导体量检测设备:芯片良率关键,多品类高壁垒.4(一)底层技术:75%基于光学,19%基于电子束技术.5(二)工艺应用:62.6%用于缺陷检测,33.5%用于量测.7 二、半导体设备第四大赛
13、道,美系科磊寡头垄断.14(一)2023 年中国大陆半导体量检测设备市场 43.6 亿美元.14(二)科磊复盘:逻辑/代工需求是近年成长核心驱动.15 三、光学和电子束齐突破,国产替代正当时.17(一)中科飞测:产品覆盖 66.6%市场,国产放量相对最快.17(二)精测电子:控股上海精测,光学和电子束技术齐布局.20(三)中微公司:投资布局“睿励仪器”和“超微公司”.21(四)天准科技:“收购+自主研发”布局半导体量检测设备.22 四、投资建议.24 五、风险提示.25 图目录图目录 图 1、半导体量检测设备分类、应用及主要供应商.4 图 2、半导体缺陷检测分类.5 图 3、2020 年全球半
14、导体量检测设备市场结构.5 图 4、光学 VS 电子束:光学检测速度更高,电子束分辨率更高.6 图 5、2021 年全球电子束量检测设备市场结构.6 图 6、2021 年全球电子束检测设备竞争格局.6 图 7、半导体工艺控制设备工艺应用:缺陷检测+量测.7 图 8、半导体缺陷检测分类.8 图 9、海内外主要厂商无图形晶圆缺陷检测产品对比.8 图 10、美国科磊公司 Surfscan SP1 缺陷检测系统原理图.9 图 11、图形晶圆缺陷检测:明场缺陷检测 VS 暗场缺陷检测.9 图 12、海内外主要厂商有图形缺陷检测产品对比.10 图 13、科磊宽光谱技术设备演进.10 图 14、Lasert
15、ec FY2015-2024 年总营收及增速(亿美元,%).11 图 15、电子束缺陷检测设备硬件结构示意图.11 图 16、半导体量测设备分类.12 图 17、eDBO 技术中的典型套刻标记.13 图 18、2019-2023 年中国大陆半导体量检测设备市场规模及增速.14 图 19、2020 年全球半导体检测和量测设备市场竞争格局.15 图 20、CY2024 年全球主要公司量检测设备相关收入规模.15 图 21、FY2008-2024 年科磊收入规模和增速(亿美元,%).16 图 22、FY2017-2024 年科磊半导体工艺控制设备收入下游构成(亿美元).16 图 23、2016Q3-
16、2024Q4 科磊营收地区构成(亿美元).16 图 24、2023 年中国大陆半导体量检测设备格局(亿美元,%).17 图 25、中科飞测产品布局.18 图 26、中科飞测半导体量检测产品布局及进展.19 图 27、中科飞测 FY2020-2024 年营收及增速.19 图 28、中科飞测 FY2020-2024 年利润情况.19 xVMAlYlYtQmRnPmN9PbPaQsQoOpNnQlOoOnRfQqRsR6MqRmRNZpNnMMYsPoR 请阅读最后评级说明和重要声明 3/26 行业深度报告|电子 图 29、中科飞测 FY2019-2024 年研发投入情况(亿元,%).20 图 30
17、、2019-2024H1 上海精测营收及利润情况(亿元).20 图 31、精测电子半导体量检测产品布局.21 图 32、中微公司业务布局.21 图 33、睿励仪器产品矩阵.22 图 34、天准科技 TB2000 明场纳米图形晶圆缺陷检测设备.23 表目录表目录 表 1、半导体工艺控制设备重点公司盈利预测.24 请阅读最后评级说明和重要声明 4/26 行业深度报告|电子 一、半导体量检测设备:芯片良率关键,多品类高壁垒 狭义半导体狭义半导体量检测设备量检测设备:面向前道制程和:面向前道制程和中道中道先进封装工艺的先进封装工艺的质量控制设备质量控制设备。传统的集成电路工艺主要分为前道和后道制程,但
18、随着集成电路工艺不断进步,后道封装技术向晶圆级封装发展,从而衍生出中道先进封装工艺。广义的半导体质量控制设备贯穿集成电路生产整个环节,分为前道量检测、中道量检测和后道测试。前道量检测主要针对光刻、刻蚀、薄膜沉积、清洗、CMP 等每个工艺环节的质量控制,中道量检测面向先进封装环节,主要针对重布线结构、凸点和硅通孔等环节,后道测试则主要利用电学对芯片进行功能和电参数测试,包括晶圆测试(CP)和成品测试(FT)两个环节。狭义的半导体量检测设备主要指应用于前道狭义的半导体量检测设备主要指应用于前道制程和先进封装环节的质量控制设备,即本文所讨论的内容。制程和先进封装环节的质量控制设备,即本文所讨论的内容
19、。图图1、半导体量检测设备分类、应用及主要供应商半导体量检测设备分类、应用及主要供应商 数据来源:兴业证券经济与金融研究院整理 半导体质量控制设备是芯片生产良率关键,半导体质量控制设备是芯片生产良率关键,需求需求随制程微缩和先进封装工艺发展随制程微缩和先进封装工艺发展持续提升。持续提升。随着半导体工艺制程的不断缩小,芯片内部结构日趋复杂,同时应用于 HBM 等新兴领域的 2.5D/3D 先进封装技术也快速发展,行业对于工艺控制要求愈发严苛,下游客户对高端半导体质量控制设备的技术要求及需求量也持续提升。比如,28nm 工艺节点工艺步骤有数百道,而随着多层套刻技术在 14nm 及以下技术节点的应用
20、,其工艺步骤增加至近千道。根据 Yole 的统计,工艺每微缩一代,工艺中产生的致命缺陷数量就会增加 50%。当工艺步骤超过 500 道时,只 请阅读最后评级说明和重要声明 5/26 行业深度报告|电子 有保证每一道工艺的良品率都超过 99.99%,最终产品良率才能超过 95%;当单道工艺良品率下降至 99.98%,最终良率则会下降至约 90%。因此,半导体质量控制设备贯穿芯片制造全过程,是芯片生产良率的关键。(一)底层技术:75%基于光学,19%基于电子束技术 半导体质量控制设备从底层技术原理上,主要包括光学检测技术、电子束检测技术和 X 光量测技术等,不同技术路线在灵敏度、吞吐量等性能指标上
21、存在差异,优劣势不同。目前在实际产业应用中,往往会同时考虑光学检测技术与电子检测技术特性,优势互补使用,比如在光学技术检测到缺陷之后,用电子束重访已检测到的缺陷,对部分关键区域表面进行尺度量测的抽检和复查。根据 VLSI Research 和 QY Research 的报告,2020 年全球半导体量检测设备市场中,应用应用光学光学检测技术检测技术/电子束电子束检测技术检测技术/X 光光检测检测技术的设备市场占比分别为技术的设备市场占比分别为75.2%/18.7%/2.2%。图图2、半导体缺陷检测分类半导体缺陷检测分类 数据来源:中科飞测招股书,兴业证券经济与金融研究院整理 图图3、2020 年
22、全球半导体量检测设备市场年全球半导体量检测设备市场结构结构 数据来源:VLSI Research、QY Research、中科飞测招股书、兴业证券经济与金融研究院整理 光学检测技术光学检测技术电子束检测技术电子束检测技术X光量测技术X光量测技术主要内容主要内容基于光学原理光学原理,通过对光信号进行计算分析以获得检测结果,具有速度快、具有速度快、精度高、无损伤的特点精度高、无损伤的特点通过聚焦电子束电子束扫描样片表面产生样品图像以获得检测结果,具有精度高、速度较慢的特点具有精度高、速度较慢的特点,通常用于部分线下抽样测量部分关键区域基于X光X光的穿透力强及无损伤特穿透力强及无损伤特性性进行特定场
23、景的测量先进制程工先进制程工艺应用情况艺应用情况应用于28nm及以下的全部先进制程。光学检测技术因其特点,目前广泛应用于晶圆制造环节应用于28nm及以下的全部先进制程。电子束检测技术因其具有精度高但速度慢特点,所以基于电子束检测技术的设备一部分应用于研发环节,一部分应用一部分应用于研发环节,一部分应用在部分关键区域抽检或尺寸测量等生产环节在部分关键区域抽检或尺寸测量等生产环节,例如纳米量级尺寸缺陷的复查、部分关键区域的表面尺度量测以及部分关键区域的抽检等应用于28nm及以下的全部先进制程,但鉴于X光具有穿透性强、无损伤特性,所以主要应用于特定主要应用于特定的场景,如检测特定金属成分的场景,如检
24、测特定金属成分未来发展方未来发展方向向通过提高光学分辨率光学分辨率,并结合图像信号处理算法,进一步提高检测精度检测精度提升检测速度检测速度,提高吞吐量,由单一电子束向多通单一电子束向多通道电子束道电子束技术发展基于X光的穿透性特性,扩大应用的场景范围3.9%0.5%0.9%1.3%2.2%3.0%4.9%5.7%6.3%7.3%8.1%9.7%10.2%11.3%24.7%0.0%5.0%10.0%15.0%20.0%25.0%30.0%其他晶圆金属薄膜量测三维形貌量测掩模版关键尺寸量测X光量测晶圆介质薄膜量测电子束缺陷复查(DR-SEM)电子束缺陷检测图形晶圆缺陷检测套刻精度量测电子束关键尺
25、寸测量(CD-SEM)无图形晶圆缺陷检测光学关键尺寸量测设备(OCD)掩模版缺陷检测纳米图形晶圆缺陷检测 请阅读最后评级说明和重要声明 6/26 行业深度报告|电子 光学检测技术:精度高速度快,适用大部分场景。光学检测技术:精度高速度快,适用大部分场景。光学检测技术基于光学原理,通过对光信号进行分析计算以获得检测结果,具备精度高、速度快的特点,能满足全部先进制程检测需求且符合规模化生产的速度要求,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。随着集成电路工艺节点不断微缩,行业对检测精度的要求也越来越高,根据瑞利判据(R=/NA,R 为最小分辨角,为波长
26、,NA 为光学系统数值口径),缩小光源波长下限、拓宽波长范围、提高光学系统数值口径是提高检测分辨率的重要方向。图图4、光学光学 VS 电子束:光学检测速度更高,电子束分辨率更高电子束:光学检测速度更高,电子束分辨率更高 数据来源:AMAT 官网,兴业证券经济与金融研究院整理 电子束检测技术:精度高但速度相对较慢,适用于部分关键区域抽检或测量电子束检测技术:精度高但速度相对较慢,适用于部分关键区域抽检或测量。电子束检测技术通过聚焦电子束扫描样片表面产生样品图像以获得检测结果,检测精度比光学检测技术更高,但检测速度相对较慢。在实际应用中,电子束技术一部分应用于研发环节,一部分应用在部分关键区域抽检
27、或尺寸量测等生产环节,例如纳米量级尺度缺陷的复查、部分关键区域的表面尺度量测以及部分关键区域的抽检等,主流设备种类包括:电子束缺陷复检(DR-SEM)、电子束缺陷检测、电子束关键尺寸测量(CD-SEM)。2021 年应用材料半导体电子束检测设备营收约 10.8 亿美元,全球市占率近 50%,处于领先地;同时为了突破电子束检测产能限制问题,头部设备厂商也在攻克研发多电子束方案。图图5、2021 年全球电子束量检测设备市场结构年全球电子束量检测设备市场结构 图图6、2021 年全球电子束检测设备竞争格局年全球电子束检测设备竞争格局 数据来源:AMAT 官网,兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源:
28、AMAT 官网,兴业证券经济与金融研究院整理 电子束缺陷检测,33%电子束缺陷复检,28%CD-SEM,39%AMAT,50%日立高新,28%ASML,15%KLA,6%其他,1%请阅读最后评级说明和重要声明 7/26 行业深度报告|电子 X 光量测技术:穿透性强且无损伤,但速度慢,只应用于特定场景。光量测技术:穿透性强且无损伤,但速度慢,只应用于特定场景。具有穿透性强、无损伤的特点,但检测速度相对较慢,在特定应用场景下具备优势,如检测超薄膜厚度、检测特定金属成分等。(二)工艺应用:62.6%用于缺陷检测,33.5%用于量测 按照应用场景,半导体前道量检测设备可以分为缺陷检测和量测两大环节。缺
29、陷检测是指在晶圆表面上或电路结构中,检测其是否出现异质情况,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷。量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。根据 VLSI Research,2020 年全球半导体量检测设备市场中,缺陷检测设备市场占比约 62.6%,包括无图形晶圆缺陷检测、图形晶圆缺陷检测、纳米图形晶圆缺陷检测、掩膜版缺陷检测、电子束缺陷检测、电子束缺陷复查等;量测设备市场占比约 33.5%,包括光学关键尺寸量测(OCD)、电子束关键尺寸测量(CD-SEM)、套刻精度测量、膜厚测
30、量等。图图7、半导体工艺控制设备工艺应用:缺陷检测半导体工艺控制设备工艺应用:缺陷检测+量测量测 数据来源:中科飞测招股书,兴业证券经济与金融研究院整理 1.缺陷检测:明暗场光学缺陷检测强壁垒,成为兵家必争之地 晶圆缺陷一般可分为随机缺陷和系统缺陷:随机缺陷主要由附着在晶圆表面的颗粒引起,位置分布具有一定随机性,可以通过对比同一片晶圆上相邻 Die 的光学图像来判断;系统缺陷来源于掩膜和曝光系统的固有缺陷,一旦存在则会污染整片晶圆上所有被曝光的 Die,且往往位于同一晶圆上不同 Die 的同一位置,可以采用具备天然高分辨率的电子束扫描成像后与无缺陷参考图像或数据库对比。请阅读最后评级说明和重要
31、声明 8/26 行业深度报告|电子 图图8、半导体缺陷检测分类半导体缺陷检测分类 数据来源:中科飞测招股书,兴业证券经济与金融研究院整理 无图形无图形晶圆晶圆缺陷检测:缺陷检测:基于基于暗场散射原理暗场散射原理,检测裸晶圆表面缺陷检测裸晶圆表面缺陷。无图形晶圆一般指裸硅片或有一些空白薄膜的硅片,其典型缺陷包括颗粒、残留物、刮伤、晶体原生凹坑、裂纹等。目前国际主流的无图形缺陷检测设备主要基于暗场散射检测原理,即将单波长光束照到晶圆表面,通过收集缺陷的散射光来识别并报告缺陷位置。目前产业应用最广泛的是科磊的 Surfscan SP 系列产品,其新推出的Surfscan SP7XP缺陷检测系统可检测
32、 5nm 及以下的缺陷。国内国内中科飞测中科飞测 2017 年年开始推出开始推出 SPRUCE 系列无图形缺陷检测设备,系列无图形缺陷检测设备,目前其设备灵敏度和吞吐量可以目前其设备灵敏度和吞吐量可以满足国内所有工艺制程客户的量产需求,已广泛应用于国内所有主要集成电路制满足国内所有工艺制程客户的量产需求,已广泛应用于国内所有主要集成电路制造企业的生产线上。造企业的生产线上。图图9、海内外主要厂商无图形晶圆缺陷检测产品对比海内外主要厂商无图形晶圆缺陷检测产品对比 数据来源:科磊官网,中科飞测公告,新浪财经,兴业证券经济与金融研究院整理 分类分类技术原理技术原理图示图示无图形晶圆激光扫描检无图形晶
33、圆激光扫描检测技术测技术通过将单波长光束单波长光束照明到晶圆表面,利用大采集角度的光学系统,收集在高速移动中的晶圆表面上存在的缺陷散射光信号缺陷散射光信号。通过多维度的光学模式和多通道的信号采集,实时识别晶圆表面缺陷、判别缺陷的种类,并报告缺陷的位置图形晶圆成像检测技术图形晶圆成像检测技术通过从深紫外到可见光波段的宽光谱照明深紫外到可见光波段的宽光谱照明或者深深紫外单波长高功率的激光照明紫外单波长高功率的激光照明,以高分辨率大成像视野的光学明场或暗场光学明场或暗场的成像方法,获取晶圆表面电路的图案图像,实时地进行电路图案的对准、降噪和分析,以及缺陷的识别和分类,实现晶圆表面图形缺陷的捕捉光刻掩
34、膜版成像检测技光刻掩膜版成像检测技术术针对光刻所用的掩膜版,通过宽光谱照明宽光谱照明或者深深紫外激光照明紫外激光照明,以高分辨率大成像口径的光学成像方法,获取光刻掩膜版上的图案图像,以很高的缺陷捕获率实现缺陷的识别和判定公司公司产品系列产品系列产品型号产品型号应用节点/场景应用节点/场景Surfscan SP7XP5nmSurfscan SP77nmSurfscan SP5XP1XnmSurfscan SP52XnmSurfscan SP33Xnm中科飞测中科飞测SPRUCE新凯来新凯来PC(蓬莱山)SPRUCE-600:应用节点130nm;SPRUCE-800:应用节点2Xnm;设备灵敏度和
35、吞吐量等核心指标可满足国内所有工艺制程客户的量产需求,并已广泛应用在国内所有主要集成电路制造企业的生产线上,同时推进研发更高灵敏度机台。-科磊科磊Surfscan 请阅读最后评级说明和重要声明 9/26 行业深度报告|电子 图图10、美国美国科磊科磊公司公司 Surfscan SP1 缺陷检测系统原理图缺陷检测系统原理图 数据来源:集成电路制造在线光学测量检测技术:现状、挑战与发展趋势,兴业证券经济与金融研究院整理 图形晶圆缺陷检测:图形晶圆缺陷检测:基于明场基于明场/暗场成像原理,壁垒高暗场成像原理,壁垒高已成为已成为龙头厂商必争之地龙头厂商必争之地。晶圆在光刻、刻蚀、沉积、离子注入、抛光等
36、大批量制造工艺过程中,由于不可避免的工艺误差和环境污染,其 IC 纳米结构也会存在缺陷。目前,产业界主流的图形结构检测设备仍然是基于光学显微镜技术的明场或暗场成像原理。典型的明场光学检测装备原理为:采用柯勒照明光路将高亮宽谱等离子体光源光束调制成超均匀、特定光束截面形状的偏振光束;随后利用高 NA 低像差的物镜收集硅片结构图形缺陷引起的散射光,再通过折反混合透镜组与变焦透镜组相结合的成像光路将散射光成像至时间延迟积分(TDI)相机;最后利用基于片对片的图像差分处理算法实现缺陷信号的准确识别。图图11、图形晶圆缺陷检测:明场缺陷检测图形晶圆缺陷检测:明场缺陷检测 VS 暗场缺陷检测暗场缺陷检测
37、(a)明场缺陷检测方法 (b)暗场缺陷检测方法 (c)图形化晶圆缺陷在线检测原理图 数据来源:先进节点图案化晶圆缺陷检测技术,兴业证券经济与金融研究院整理 请阅读最后评级说明和重要声明 10/26 行业深度报告|电子 全球半导体量检测设备龙头科磊明场缺陷检测设备主要分为 29xx 和 39xx 两大系列,29xx 系列最新产品 2965/2950EP 和 39xx 系列 3935/3920EP 均可应用于5nm 及以下节点;此外,科磊暗场有图形缺陷检测设备主要为 PUMA 系列,最新PUMA 9980 可应用于 1Xnm。国产厂商中,中科飞测国产厂商中,中科飞测在明场和暗场设备领域均在明场和暗
38、场设备领域均已已完成逻辑、存储等领域的设备样机研发,并小批量出货到多家头部客户产线上进完成逻辑、存储等领域的设备样机研发,并小批量出货到多家头部客户产线上进行工艺开发和应用验证工作。行工艺开发和应用验证工作。精测电子明场光学缺陷检测设备已完成首台套交精测电子明场光学缺陷检测设备已完成首台套交付和验收,且已取得先进制程正式订单;有图形暗场缺陷检测设备也正处于研发、付和验收,且已取得先进制程正式订单;有图形暗场缺陷检测设备也正处于研发、认证以及拓展中。认证以及拓展中。图图12、海内外主要厂商有图形缺陷检测产品对比海内外主要厂商有图形缺陷检测产品对比 数据来源:科磊官网,天准科技官网,各公司公告,新
39、浪财经,兴业证券经济与金融研究院整理 图图13、科磊科磊宽光谱技术设备演进宽光谱技术设备演进 数据来源:科磊官网,兴业证券经济与金融研究院整理 公司公司产品系列产品系列产品型号产品型号应用节点/场景应用节点/场景3935,3920EP5nm3920,39257nm3900,390510nm2965,2950EP5nm2950,29557nm2930,293510nm2920,292516nm2910,29152X/1Xnm2900,29052Xnm98502X/1Xnm965028nm950032nm中科飞测中科飞测明场:REDWOOD系列暗场:SYCAMORE精测电子精测电子BFI系列新凯来
40、新凯来明场:BFI(岳麓山系列)暗场:DFI(丹霞山系列)-天准科技天准科技(矽行半导体)(矽行半导体)明场系列:TB1000明场:已完成首台套交付和验收,且已取得先进制程正式订单;暗场:正处于研发、认证以及拓展中。TB1000:65-90nm节点,2023年8月首台交付客户TB1500:40nm节点,2024年7月通过厂内验证TB2000:14nm及以下节点,2025年3月通过厂内验证Puma(暗场)39xx(明场)科磊科磊29xx(明场)明场和暗场设备领域均已完成逻辑、存储等领域的设备样机研发,并小批量出货到多家头部客户产线上进行工艺开发和应用验证工作。请阅读最后评级说明和重要声明 11/
41、26 行业深度报告|电子 掩膜版掩膜版缺陷检测:缺陷检测:光刻掩膜生产制造过程中也会存在各种缺陷,这些缺陷会经由光刻工艺批量复制到所有硅片中,光刻光源从 DUV 到 EUV 时代,对掩膜版缺陷检测也提出了更高的要求。日本 Lasertec 公司 2017 年开发并推出世界首台空白EUV 掩膜版缺陷检测和复检系统,并于 2019 年推出世界首台 EUV 掩膜缺陷检测系统 ACTIS A150,成长为全球 EUV 掩膜版缺陷检测领域的龙头。图图14、Lasertec FY2015-2024 年总营收及增速(亿美元,年总营收及增速(亿美元,%)数据来源:wind,兴业证券经济与金融研究院整理 电子束
42、缺陷检测与复检:电子束缺陷检测与复检:电子束检测技术是指通过聚焦电子束至某一探测点,逐点扫描晶圆表面产生图像以获得检测结果。电子束的波长远短于光的波长,而波长越短,精度越高;因此,电子束检测技术多用于纳米量级尺度缺陷的复查、部分关键区域的抽检等。目前,应用材料在电子束量检测技术方面占据领先地位,拥有电子束缺陷复检 SEMVision G10 和电子束缺陷检测 PrimeVision 10 两大系列产品。国际巨头科磊在 1998 年收购 Amray Inc 公司后获得电子束检测技术。图图15、电子束缺陷检测设备硬件结构示意图电子束缺陷检测设备硬件结构示意图 数据来源:用于集成电路制造中良率监控的
43、国产化电子束缺陷检测设备,兴业证券经济与金融研究院整理 1.2 1.5 1.6 1.9 2.7 4.0 6.4 6.6 10.6 13.4-8%20%4%24%39%48%61%4%60%26%-20%0%20%40%60%80%0.05.010.015.02015201620172018201920202021202220232024总营收(亿美元)YoY(%,右轴)请阅读最后评级说明和重要声明 12/26 行业深度报告|电子 2.量测:关键尺寸/套刻误差/三维形貌/膜厚等多类别 集成电路制造和先进封装环节中的量测主要包括三维形貌量测、薄膜膜厚量测、套刻精度量测、关键尺寸量测等。图图16、半
44、导体量测设备分类半导体量测设备分类 数据来源:中科飞测招股书,兴业证券经济与金融研究院整理 关键尺寸测量关键尺寸测量:扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)以及光学技术都可以实现纳米级尺寸的测量,但综合考虑测量速度、成本、设备操作简易程度,目前行业内多采用扫描电子显微镜测量(CD-SEM)和光学线宽测量(OCD)两种方式。CD-SEM 通过直接扫描晶圆实现测量,OCD则基于光学散射原理,通过测量周期性纳米结构的散射信息并求解逆问题来重构纳米结构尺寸或三维形貌。国产突破方面,精测电子同时布局国产突破方面,精测电子同时布局 OCD 和和 CD-SEM;中科飞测中
45、科飞测 OCD 机台机台已具备批量销售能力已具备批量销售能力。套刻精度测量:套刻精度测量:套刻误差是指 IC 制造中晶圆上当前层图形相对于参考层图形沿 x和 y 方向的偏差,其快速测量与精确评估,是光刻机运行参数优化与工艺良率管理的关键。目前,行业中套刻误差测量技术主要分为:基于成像的套刻误差测量技术(IBO)和基于衍射的套刻误差测量技术(DBO)。科磊同时布局基于 IBO 的Archer 系列和基于 DBO 的 ATL 系列产品;ASML 的 YieldStar 系列产品则采用DBO 技术。目前国内中科飞测的套刻精度测量设备已实现批量销售,客户订单快目前国内中科飞测的套刻精度测量设备已实现批
46、量销售,客户订单快速增长;此外,新凯来也布局有基于速增长;此外,新凯来也布局有基于 DBO 和和 IBO 的天门山系列产品的天门山系列产品。分类分类应用简介应用简介三维形貌量测三维形貌量测通过宽光谱大视野的相干性测量技术,得到晶圆级别、芯片级别和关键区域电路图像的高精度三维形貌,从而测量晶圆表面的粗糙度、电路特征图案的高度均匀性等参数,从而对晶圆的良品率进行保证薄膜膜厚量测在前道制程中,需在晶圆表面覆盖包括金属、绝缘体、多晶硅、氮化硅等多种材质的多层薄膜,膜厚测量环节通过精准测量每一层薄膜的厚度、折射率和反射率,并进一步分析晶圆表面薄膜膜厚的均匀性分布,从而保证晶圆的高良品率套刻精度量测套刻精
47、度测量通过对晶圆表面特征图案的高分辨率成像和细微差别的分析,用于电路制作中不同层之间图案对图案对齐的误差测量,并将数据反馈给光刻机,帮助光刻机优化不同层之间的光刻图案对齐误差,从而避免工艺中可能出现的问题关键尺寸量测关键尺寸测量技术通过测量从晶圆表面反射的宽光谱光束的光强、偏振等参数,来测量光刻胶曝光显影、刻蚀和 CMP 等工艺后的晶圆电路图形的线宽、高度和侧壁角度,从而提高工艺的稳定性 请阅读最后评级说明和重要声明 13/26 行业深度报告|电子 图图17、eDBO 技术中的典型套刻标记技术中的典型套刻标记 (a)套刻标记俯视图 (b)沿 x 方向套刻标记截面图 数据来源:集成电路制造在线光
48、学测量检测技术:现状、挑战与发展趋势,兴业证券经济与金融研究院整理 请阅读最后评级说明和重要声明 14/26 行业深度报告|电子 二、半导体设备第四大赛道,美系科磊寡头垄断(一)2023 年中国大陆半导体量检测设备市场 43.6 亿美元 半导体质量控制贯穿集成电路制造的关键环节,对芯片生产的良品率的影响至关重要。根据 VLSI 统计,2023 年全球半导体检测和量测设备市场规模达到约 128亿美元,在全球半导体制造设备中占比近 13%,是仅次于刻蚀设备、薄膜沉积设备、光刻设备的第四大细分赛道。未来随着集成电路制程继续微缩和 3D 化趋势,芯片工艺环节和工艺要求不断提升,量检测设备需求也将持续获
49、得提升。近年来,得益于中国半导体全行业的蓬勃发展和国家近年来对半导体产业的政策扶持,行业下游晶圆厂在关键工艺节点上持续推进,多家国内领先的半导体制造企业进入产能扩张期,带动中国半导体量检测设备市场高速发展。根据根据 VLSI 统统计,计,2023 年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模达到年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模达到 43.6 亿美元。亿美元。图图18、2019-2023 年中国大陆半导体量检测设备市场规模及增速年中国大陆半导体量检测设备市场规模及增速 数据来源:中科飞测公告,VLSI,兴业证券经济与金融研究院整理 供应端看,全球半导体量检测设备市场仍处于寡头垄断状态,美国科磊公
50、司产品品类覆盖全面,CY2024 年其半导体工艺控制设备收入达 97.3 亿美元;全球其余厂商则各具特色,份额分散。应用材料着力布局电子束量检测技术,全球份额领先;ASML 围绕光刻系统布局套刻误差测量、电子束缺陷检测和电子束关键尺寸测量设备,以确保光刻环节工艺质量;日本公司 Lasertec 依靠 EUV 掩膜版缺陷检测实现小而美成长;Nova 综合利用光学、X 射线等技术专注量测设备;Camtek则重点发力先进封装领域量检测。国内半导体量检测领先企业中科飞测 2024 年营收约仅 1.9 亿美元。16.9 21.0 29.6 40.2 43.6 35%24%41%36%8%0%5%10%1
51、5%20%25%30%35%40%45%0.05.010.015.020.025.030.035.040.045.050.020192020202120222023中国大陆半导体检测与量测设备市场规模(亿美元)YoY(%,右轴)请阅读最后评级说明和重要声明 15/26 行业深度报告|电子 图图19、2020 年全球半导体检测和量测设备市场竞争格局年全球半导体检测和量测设备市场竞争格局 数据来源:VLSI Research,QY Research,兴业证券经济与金融研究院整理 图图20、CY2024 年全球主要公司量检测设备相关收入年全球主要公司量检测设备相关收入规模规模 数据来源:ASML 官
52、网,科磊官网,wind,兴业证券经济与金融研究院整理 (二)科磊复盘:逻辑/代工需求是近年成长核心驱动 膜厚和膜厚和掩膜版掩膜版缺陷检测起家,兼收并购成长为全球半导体量检测设备龙头。缺陷检测起家,兼收并购成长为全球半导体量检测设备龙头。1997年,科磊(科磊)由科磊 Instruments、Tencor Instruments 两家公司合并成立,前者最早专注于光掩膜版检测,后者则以膜厚测量起家。此后,科磊收购 Amray获得电子束检测技术,收购缺陷检测厂商 Candela Instruments、Inspex 等丰富其晶圆检测产品矩阵;软件方面,其陆续收购台湾良率分析软件厂商 ACME Sys
53、tems、美国光刻建模和分析软件开发商 Finle Technologies 和高级工艺控制(APC)软件开发商 Fab Solutions 等。FY2016-2023 年年收入收入 CAGR 达达 19.7%,台积电和中国大陆,台积电和中国大陆为首为首的逻辑的逻辑/代工扩产代工扩产是核心驱动。是核心驱动。回顾科磊成长,其从 2016 年开始进入显著高速增长阶段,FY2016年销售收入 29.8 亿美元,受益于全球半导体行业 3D NAND、EUV 光刻、HBM等技术迭代和创新,以及电气化、智能化、AI 等驱动的终端需求增长,FY2023 年科磊实现销售收入 105 亿美元,复合年增速约 19
54、.7%。从下游来看,全球逻辑/代工领域的产能扩张是科磊主要成长驱动,FY2017-2023 年其半导体工艺控制设备50.8%11.5%8.9%5.6%5.6%5.2%2.6%2.0%7.8%科磊半导体(KLA,美国)应用材料(AMAT,美国)日立(Hitachi,日本)雷泰光电(Lasertec,日本)创新科技(Onto Innovation美国)ASML(荷兰)新星测量仪器(Nova,以色列)康特科技(Camtek,以色列)其他97.3 13.4 9.9 6.7 6.2 4.3 1.9 0.020.040.060.080.0100.0120.0KLALasertecOntoInnovatio
55、nNovaASMLCamtek中科飞测CY2024半导体量检测相关营收(亿美元)请阅读最后评级说明和重要声明 16/26 行业深度报告|电子 中来自逻辑/代工领域的销售收入从 22.1 亿美元增长至 68.9 亿美元,年复合增速达 20.9%;其中底层需求主要来自两部分,一是台积电引领全球逻辑代工进入EUV 时代,摩尔定律持续演进提升资本开支和量检测设备需求;二是中美贸易战背景下,中国大陆进入半导体技术追赶和国产替代的大周期。图图21、FY2008-2024 年年科磊科磊收入规模和增速(亿美元,收入规模和增速(亿美元,%)数据来源:wind,科磊官网,兴业证券经济与金融研究院整理 图图22、F
56、Y2017-2024 年年科磊科磊半导体工艺控制设备收入下游构成半导体工艺控制设备收入下游构成(亿美元)(亿美元)数据来源:Wind,科磊官网,兴业证券经济与金融研究院整理 图图23、2016Q3-2024Q4 科磊营收地区构成科磊营收地区构成(亿美元(亿美元)数据来源:wind,科磊官网,兴业证券经济与金融研究院整理 -8%-40%20%74%0%-10%3%-4%6%17%16%13%27%19%33%14%-7%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%0.020.040.060.080.0100.0120.02008 2009 2010 2011 2012 2013
57、2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024销售收入(FY,亿美元)YoY(%,右轴)22.1 13.9 19.8 29.2 38.0 58.3 68.9 58.9 13.4 20.6 18.3 19.3 26.3 24.3 28.4 0.020.040.060.080.020172018201920202021202220232024逻辑/代工存储0.05.010.015.020.025.030.035.016Q3 17Q1 17Q3 18Q1 18Q3 19Q1 19Q3 20Q1 20Q3 21Q1 21Q3 22Q1 22
58、Q3 23Q1 23Q3 24Q1 24Q3中国台湾美国欧洲中国大陆日本韩国亚洲其他 请阅读最后评级说明和重要声明 17/26 行业深度报告|电子 三、光学和电子束齐突破,国产替代正当时 2019 年以来,美国对中国大陆的科技封锁层层升级,从终端到半导体制造,再到上游设备材料等领域逐步逼近,倒逼国内全产业链加速国产替代,经过多年突破与发展,已成长出北方华创、中微公司等国内半导体设备龙头,在刻蚀设备、薄膜沉积设备等领域国产替代成效显著。近期,中美贸易冲突再次升级,美国宣布对中国加征 34%的“对等关税”,中国实行反制,4 月 2 日宣布对原产于美国的所有进口商品,在现行适用关税税率基础上同样加征
59、 34%关税;4 月 8 日,美国政府宣布升级关税至 84%,中国随之同样提高至 84%。目前,国内半导体量检测设备市场中,美系科磊半导体仍占据主导地位,2023 年科磊中国大陆收入约 33.9亿美元,市占率达 78%;国产主要厂商中科飞测/上海精测 2023 年收入仅分别为1.3/0.5 亿美元,合计份额不到 5%,国产替代空间仍很大。同时,在当下中美贸易冲突不断的背景下,自主可控已具备极强的战略意义,需求迫切。图图24、2023 年中国大陆半导体量检测设备格局(亿美元,年中国大陆半导体量检测设备格局(亿美元,%)注:上海精测营收按美元兑人民币汇率7换算。数据来源:wind,VLSI,各公司
60、公告,兴业证券经济与金融研究院整理 (一)中科飞测:产品覆盖 66.6%市场,国产放量相对最快 中科飞测成立于 2014 年,自成立以来始终专注于检测和量测两大类集成电路专用设备的研发、生产和销售,目前在半导体量检测领域已布局九大系列设备和三大系列软件。九大系列设备九大系列设备:布局覆盖:布局覆盖 66.6%市场空间,明暗场缺陷检测设备出货至多家头部市场空间,明暗场缺陷检测设备出货至多家头部客户验证中。客户验证中。无图形缺陷检测、图形缺陷检测、光学关键尺寸测量、金属/介质膜厚测量、套刻精度测量、三维形貌测量七大系列设备已实现批量量产并在国内头部客户产线应用,技术指标全面满足国内主流客户工艺需求
61、,市占率快速增长;明场和暗场纳米图形缺陷检测设备已完成样机研发,并批量出货至多家国内头部明场和暗场纳米图形缺陷检测设备已完成样机研发,并批量出货至多家国内头部客户开展产线工艺验证和应用开发工作。客户开展产线工艺验证和应用开发工作。科磊,33.9,78%Onto Innovation,1.4,3%Nova,1.9,4%Camtek,1.5,3%中科飞测,1.3,3%上海精测,0.5,1%其他,3.3,8%科磊Onto InnovationNovaCamtek中科飞测上海精测其他 请阅读最后评级说明和重要声明 18/26 行业深度报告|电子 三大系列智能软件三大系列智能软件:已全部应用于国内头部客
62、户。:已全部应用于国内头部客户。公司布局良率管理系统、半导体缺陷自动分类系统、光刻套刻分析反馈系统,目前三大系列智能软件已全部应用在国内头部客户,并不断提高在不同应用领域的覆盖度,结合质量控制设备产品组合,使得客户能够准确测量并且集中管理和分析芯片制造过程中产生的所有检测、量测、电性测试等良率相关数据,有效地提升半导体制造良率和产品性能。图图25、中科飞测产品布局中科飞测产品布局 数据来源:中科飞测公告,兴业证券经济与金融研究院整理 请阅读最后评级说明和重要声明 19/26 行业深度报告|电子 图图26、中科飞测中科飞测半导体量检测产品布局及进展半导体量检测产品布局及进展 数据来源:中科飞测公
63、告,兴业证券经济与金融研究院整理 2024 年公司实现营收 13.8 亿元,同比增长 55%;其中,检测设备收入 9.8 亿元,同比增长 50.5%,占比 71%,量测设备收入 3.6 亿元,同比增长 26%,占比 63%。2024 年公司实现扣非后归母净利润-1.2 亿元,归母净利润-0.1 亿元,相对承压,主要因半导体量检测设备技术壁垒高,公司持续加强新品研发和验证开发公司,全年研发投入 5 亿元,占营收比例达到 36%,大幅增长。图图27、中科飞测中科飞测 FY2020-2024 年营收及增速年营收及增速 图图28、中科飞测中科飞测 FY2020-2024 年利润情况年利润情况 数据来源
64、:wind,兴业证券经济与金融研究院整理 数据来源:wind,兴业证券经济与金融研究院整理 2.4 3.6 5.1 8.9 13.8 324%52%41%75%55%0%50%100%150%200%250%300%350%0.02.04.06.08.010.012.014.016.020202021202220232024总营收(亿元)YoY(%,右轴)0.4 0.5 0.1 1.4(0.1)(0.0)0.0(0.9)0.3(1.2)(1.5)(1.0)(0.5)0.00.51.01.52.020202021202220232024归母净利润(亿元)扣非净利润(亿元)请阅读最后评级说明和重要
65、声明 20/26 行业深度报告|电子 图图29、中科飞测中科飞测 FY2019-2024 年研发投入情况年研发投入情况(亿元,(亿元,%)数据来源:wind,兴业证券经济与金融研究院整理 (二)精测电子:控股上海精测,光学和电子束技术齐布局 精测电子主要从事显示、半导体及新能源检测系统的研发、生产和销售。在半导体领域,公司已形成前道和后道全领域的布局。截至截至 2024/8/28,公司半导体领域,公司半导体领域在手订单约在手订单约 17.67 亿元。亿元。前道前道量量检测设备:检测设备:公司子公司上海精测主要聚焦半导体前道检测设备领域,目前直接持股比例约为 67%。上海精测膜厚系列产品、OCD
66、 设备、电子束设备、硅片应力测试设备等已取得国内头部客户重复订单;明场光学缺陷检测设备已完成首明场光学缺陷检测设备已完成首台套交付及验收,且已取得先进制程正式订单;有图形暗场缺陷检测设备等其余台套交付及验收,且已取得先进制程正式订单;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、认证以及拓展的过程中。储备的产品目前正处于研发、认证以及拓展的过程中。后道检测设备:后道检测设备:公司子公司武汉精鸿主要聚焦自动测试设备(ATE)领域,主要产品存储芯片测试设备。其中,老化(Burn-In)产品线在国内一线客户实现批量重复订单;CP(Chip Probe,晶片探测)/FT(Final Test,
67、最终测试,即出厂测试)产品线相关产品已取得相应订单并完成交付。图图30、2019-2024H1 上海精测营收及利润情况(亿元)上海精测营收及利润情况(亿元)数据来源:wind,兴业证券经济与金融研究院整理 0.6 0.5 1.0 2.1 2.3 5.0 100%19%26%40%26%36%0%20%40%60%80%100%120%0.01.02.03.04.05.06.0201920202021202220232024研发投入(亿元)研发投入占营收比例(%,右轴)0.0 0.6 1.1 1.6 3.3 2.1(0.5)(1.0)(1.4)(0.5)0.2(0.1)(2.0)(1.0)0.0
68、1.02.03.04.0201920202021202220232024H1营收(亿元)净利润(亿元)请阅读最后评级说明和重要声明 21/26 行业深度报告|电子 图图31、精测电子半导体量检测产品布局精测电子半导体量检测产品布局 数据来源:精测电子公告,兴业证券经济与金融研究院整理 (三)中微公司:投资布局“睿励仪器”和“超微公司”中微公司作为国内半导体设备领先企业,已形成“等离子体刻蚀设备全面覆盖+薄膜设备加速覆盖+量检测设备投资布局”的梯度化业务版图。量检测设备板块,公司通过投资“睿励仪器”和“超微公司”实现光学和电子束技术全面布局。上海睿励:专注光学检测上海睿励:专注光学检测设备设备。
69、睿励仪器成立于 2005 年,目前已成功开发光学膜厚/光学关键尺寸测量/光学缺陷检测等设备,中微公司直接持股 27.5%。超微公司:超微公司:发力电子束检测设备。发力电子束检测设备。2024 年底,中微公司投资成立超微公司,持股比例 60%,主要计划开发电子束检测设备。图图32、中微公司业务布局中微公司业务布局 数据来源:中微公司公告,兴业证券经济与金融研究院整理 请阅读最后评级说明和重要声明 22/26 行业深度报告|电子 图图33、睿励仪器产品矩阵睿励仪器产品矩阵 数据来源:微电子制造,兴业证券经济与金融研究院整理 (四)天准科技:“收购+自主研发”布局半导体量检测设备 天准科技通过自主研
70、发、海外并购德国 Muetec 和战略投资成立苏州矽行公司,强化在半导体检测设备领域的布局,陆续推出晶圆微观缺陷检测、套刻量测、CD量测、掩膜量测与检测等系列产品。Muetec:2021 年 5 月 14 日,天准科技正式收购 Muetec100%股权,收购总价1818 万欧元(约 1.4 亿人民币)。Muetec 1991 年成立于德国慕尼黑,其在 Mask光学关键尺寸测量等领域保持领先优势,并持续获得英飞凌、欧司朗等客户大订单;40nm 工艺节点套刻测量产品也已完成升级研发并正式推向市场。2024H2,Muetec 实现营收 6581 万元,净利润 1403 万元。苏州矽行:苏州矽行:研发
71、布局明场纳米图形晶圆缺陷检测设备,TB1000/TB1100(65-90nm)、TB1500(40nm)、TB2000(14nm)构建完整的工艺节点适配体系,可以全面满足逻辑、存储等不同工艺客户产线上的明场缺陷检测需求。目前,其TB2000 机型已正式通过厂内验证。产品产品图示图示产品性能产品性能应用应用光学膜厚光学膜厚测量设备测量设备可量测介质材料、半导体硅化物材料、超薄金属材料半导体薄膜厚度、折射率和吸收系数;可测量晶圆的衬底应力。具有产能输出高及极高的性价比等优点。可量测范围10A4um,达0.1nm数量级的超精密量测。目前有TFX3000P、TFX4000i及TFX4000E三个系列。
72、该产品适用于集成电路制造前后道,3D NAND,DRAM等制造生产线光学关键尺寸光学关键尺寸量测量测(OCD)(OCD)应用于显影后检查(ADI)、刻蚀后检查(AEI)等多种工艺段的二维或三维样品的线宽、侧壁角度(SWA)、高度(Height)/深度等关键尺寸(CD)特征或整体形貌测量。-光学缺陷检测光学缺陷检测设备设备可检测缺陷类型:颗粒、污染、图形缺少、划伤、图形黏连、残留等,具备晶圆全表面检测、自动缺陷分类以及高分辨率的缺陷复查功能。配置自主开发的缺陷检测增强算法;拥有低持有成本、高稳定性和高可靠性的设计。目前有FSD、WSD及正在开的BrsiteSD三个系列。适用于LED、化合物半导体
73、以及光通讯等领域。请阅读最后评级说明和重要声明 23/26 行业深度报告|电子 图图34、天准科技天准科技 TB2000 明场纳米图形晶圆缺陷检测设备明场纳米图形晶圆缺陷检测设备 数据来源:天准科技官网,兴业证券经济与金融研究院整理 请阅读最后评级说明和重要声明 24/26 行业深度报告|电子 四、投资建议 半导体量检测作为晶圆制造过程中仅次于刻蚀、薄膜沉积和光刻的第四大设备品类,市场空间广阔,且随着集成电路工艺微缩和 3D 化趋势,需求有望进一步提升。目前,美系厂商科磊在实际产业应用中占据约 50%以上份额,国产替代需求迫切,我们非常看好半导体量检测设备国产替代带来的投资机会,建议关注:1)
74、中科飞测:中科飞测:布局产品覆盖半导体量检测设备 66.6%市场,关键明暗场缺陷检测设备已出货至多家头部客户验证中。2024年营收13.8亿元,同比增长55%,国产放量相对最快。2)精测电子:精测电子:67%控股上海精测,布局光学和电子束检测技术,目前其明场光学缺陷检测设备已完成首台套交付及验收,且已取得先进制程正式订单;有图形暗场缺陷检测设备正处于研发过程中。3)中微公司:中微公司:27.5%持股睿励仪器,布局光学检测技术;60%持股超微公司,发力电子束检测技术。4)天准科技天准科技:天准科技通过自主研发、并购德国 Muetec 和战略投资成立苏州矽行公司布局半导体量检测领域,目前其面向 1
75、4nm 节点的 TB2000 明场晶圆缺陷检测设备已正式通过厂内验证。表表1、半导体工艺控制设备重点公司盈利预测半导体工艺控制设备重点公司盈利预测 数据来源:wind,兴业证券经济与金融研究院整理 2024E2024E2025E2025E2026E2026E2024E2024E2025E2025E2026E2026E2024E2024E2025E2025E2026E2026E688361.SH中科飞测-U26913.820.229.2(0.1)2.54.9-107.855.3300567.SZ精测电子17228.936.644.72.13.44.681.850.637.4688012.SH中微
76、公司117590.7117.5151.016.325.033.572.447.035.0688003.SH天准科技8216.122.226.21.22.83.967.229.520.9注:2024年营收和归母净利润:中科飞测来自正式年报,中微公司/天准科技为业绩快报,精测电子为Wind一致预期;2025/2026业绩为Wind一致预期(截至2025/4/11)PEPE代码代码简称简称市值市值(亿元)(亿元)营收(亿元)营收(亿元)归母净利润(亿元)归母净利润(亿元)请阅读最后评级说明和重要声明 25/26 行业深度报告|电子 五、风险提示 1)国产半导体工艺控制设备厂商设备研发、验证不及预期,
77、最终导致国产化推进不及预期。高端光学检测和量测设备涉及光学、算法、软件、机电自动化等多项跨领域技术,对设备制造企业的技术研发实力和跨领域技术资源整合能力有较高要求;若产业链公司设备技术升级迭代不及预期,或新产品技术方向不能顺应市场需求,则有可能导致市场竞争力下降,进而影响订单放量节奏。2)下游晶圆厂扩产及招标不及预期。半导体行业受国际经济波动、终端消费市场需求变化等方面影响,其发展往往呈现一定的周期性波动特征;国内下游晶圆厂扩产同时还受产线技术突破、配套国产设备验证进展、良率提升等因素影响;若终端需求不及预期、国产产线拉通或良率提升不及预期则有可能导致下游晶圆厂扩产及设备招标不及预期。3)贸易
78、摩擦影响上游供应链风险。半导体量检测设备零部件中 EFEM 和机械手等供应商多为境外企业,当前国际贸易摩擦不断,若因此导致部分核心零部件供应商减少或者停止供应,则会对各公司生产经营产生不利影响。请阅读最后评级说明和重要声明 26/26 行业深度报告|电子 分析师声明分析师声明 本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为证券分析师,以勤勉的职业态度,独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格并登记为证券分析师,以勤勉的职业态度,
79、独立、客观地出具本报告。本报告清晰准确地反映了本人的研究观点。本人不曾因,不因,也将不会因本报告中的具体推荐意见或观点而直接或间接收到任何形式的补偿。投资评级说明投资评级说明 投资建议的评级标准投资建议的评级标准 类别类别 评级评级 说明说明 报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后的12 个月内公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅。其中:沪深两市以沪深300 指数为基准;北交所市场以北证50 指数为基准;新三板市场以三板成指为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普500 或纳斯达克综合指数为基准。股票评级 买入
80、 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅大于15%报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后的12 个月内公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代表性指数的涨跌幅。其中:沪深两市以沪深300 指数为基准;北交所市场以北证50 指数为基准;新三板市场以三板成指为基准;香港市场以恒生指数为基准;美国市场以标普500 或纳斯达克综合指数为基准。股票评级 买入 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅大于15%增持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在 5%15%之间 增持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在 5%15%之间 中性 相对同期相关证券市场代表性
81、指数涨幅在-5%5%之间 中性 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅在-5%5%之间 减持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%减持 相对同期相关证券市场代表性指数涨幅小于-5%无评级 由于我们无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使我们无法给出明确的投资评级 无评级 由于我们无法获取必要的资料,或者公司面临无法预见结果的重大不确定性事件,或者其他原因,致使我们无法给出明确的投资评级 行业评级 推荐 相对表现优于同期相关证券市场代表性指数 行业评级 推荐 相对表现优于同期相关证券市场代表性指数 中性 相对表现与同期相关证券市场代表性指数持平 中性
82、 相对表现与同期相关证券市场代表性指数持平 回避 相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数 回避 相对表现弱于同期相关证券市场代表性指数 信息披露信息披露 本公司在知晓的范围内履行信息披露义务。客户可登录 内幕交易防控栏内查询静默期安排和关联公司持股情况。上述 持仓不曾、不会、不将对研究业务的独立性、客观性产生影响。使用本研究报告的风险提示以及法律声明使用本研究报告的风险提示以及法律声明 兴业证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准,已具备证券投资咨询业务资格。,本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考,不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约,投资者自
83、主作出投资决策并自行承担投资风险,任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效,任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点,一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估,并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求,必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后果,本公司及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但本公司不保证其
84、准确性或完整性,也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。本公司并不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此相关的其他任何损失承担任何责任。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌,过往表现不应作为日后的表现依据;在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告;本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时,本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应的更新或修改。除非另行说明,本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现。过往的业绩表现亦不应作为日后
85、回报的预示。我们不承诺也不保证,任何所预示的回报会得以实现。分析中所做的回报预测可能是基于相应的假设。任何假设的变化可能会显著地影响所预测的回报。本公司的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。本公司没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。本报告并非针对或意图发送予或为任何就发送、发布、可得到或使用此报告而使兴业证券股份有限公司及其关联子公司等违反当地的法律或法规或可致使兴业证券股
86、份有限公司受制于相关法律或法规的任何地区、国家或其他管辖区域的公民或居民,包括但不限于美国及美国公民(1934 年美国证券交易所第 15a-6 条例定义为本主要美国机构投资者除外)。本报告的版权归本公司所有。本公司对本报告保留一切权利。除非另有书面显示,否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经本公司事先书面授权,本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品,或再次分发给任何其他人,或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。未经授权的转载,本公司不承担任何转载责任。兴业证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准,已具备证券投资咨询业务资格。,本公司不会因接收人收到本报告而
87、视其为客户。本报告中的信息、意见等均仅供客户参考,不构成所述证券买卖的出价或征价邀请或要约,投资者自主作出投资决策并自行承担投资风险,任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效,任何有关本报告的摘要或节选都不代表本报告正式完整的观点,一切须以本公司向客户发布的本报告完整版本为准。该等信息、意见并未考虑到获取本报告人员的具体投资目的、财务状况以及特定需求,在任何时候均不构成对任何人的个人推荐。客户应当对本报告中的信息和意见进行独立评估,并应同时考量各自的投资目的、财务状况和特定需求,必要时就法律、商业、财务、税收等方面咨询专家的意见。对依据或者使用本报告所造成的一切后
88、果,本公司及/或其关联人员均不承担任何法律责任。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但本公司不保证其准确性或完整性,也不保证所包含的信息和建议不会发生任何变更。本公司并不对使用本报告所包含的材料产生的任何直接或间接损失或与此相关的其他任何损失承担任何责任。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断,本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可升可跌,过往表现不应作为日后的表现依据;在不同时期,本公司可发出与本报告所载资料、意见及推测不一致的报告;本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态。同时,本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改,投资者应当自行关注相应
89、的更新或修改。除非另行说明,本报告中所引用的关于业绩的数据代表过往表现。过往的业绩表现亦不应作为日后回报的预示。我们不承诺也不保证,任何所预示的回报会得以实现。分析中所做的回报预测可能是基于相应的假设。任何假设的变化可能会显著地影响所预测的回报。本公司的销售人员、交易人员以及其他专业人士可能会依据不同假设和标准、采用不同的分析方法而口头或书面发表与本报告意见及建议不一致的市场评论和/或交易观点。本公司没有将此意见及建议向报告所有接收者进行更新的义务。本公司的资产管理部门、自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策。本报告并非针对或意图发送予或为任何就发送、发
90、布、可得到或使用此报告而使兴业证券股份有限公司及其关联子公司等违反当地的法律或法规或可致使兴业证券股份有限公司受制于相关法律或法规的任何地区、国家或其他管辖区域的公民或居民,包括但不限于美国及美国公民(1934 年美国证券交易所第 15a-6 条例定义为本主要美国机构投资者除外)。本报告的版权归本公司所有。本公司对本报告保留一切权利。除非另有书面显示,否则本报告中的所有材料的版权均属本公司。未经本公司事先书面授权,本报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品,或再次分发给任何其他人,或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。未经授权的转载,本公司不承担任何转载责任。特别声明特
91、别声明 在法律许可的情况下,兴业证券股份有限公司可能会持有本报告中提及公司所发行的证券头寸并进行交易,也可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。因此,投资者应当考虑到兴业证券股份有限公司及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。在法律许可的情况下,兴业证券股份有限公司可能会持有本报告中提及公司所发行的证券头寸并进行交易,也可能为这些公司提供或争取提供投资银行业务服务。因此,投资者应当考虑到兴业证券股份有限公司及/或其相关人员可能存在影响本报告观点客观性的潜在利益冲突。投资者请勿将本报告视为投资或其他决定的唯一信赖依据。
92、兴业证券研究兴业证券研究 上海上海 北京北京 深圳深圳 地址:上海浦东新区长柳路36 号兴业证券大厦15 层 地址:北京市朝阳区建国门大街甲6 号世界财富大厦 32 层 01-08 单元 地址:深圳市福田区皇岗路 5001 号深业上城T2 座 52 楼 地址:上海浦东新区长柳路36 号兴业证券大厦15 层 地址:北京市朝阳区建国门大街甲6 号世界财富大厦 32 层 01-08 单元 地址:深圳市福田区皇岗路 5001 号深业上城T2 座 52 楼 邮编:200135 邮编:100020 邮编:518035 邮箱: 邮箱: 邮箱: 邮编:200135 邮编:100020 邮编:518035 邮箱: 邮箱: 邮箱: