2023半導體制造行業量（檢）測設備市場空間、國產替代前景及國內龍頭分析報告（25頁）.pdf

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1、2023 年深度行業分析研究報告 內容目錄內容目錄 一、半導體制造端“標尺”把關良率，全球百億美元市場空間廣闊.5 1、半導體量/檢測設備貫穿制造全流程，前道占比 11%，全球百億美元市場.5 2、量/檢測設備細分種類眾多.7 3、下游產能擴張+工藝節點推進驅動量/檢測行業持續發展.8 二、量/檢測設備種類豐富，技術原理不盡相同，行業壁壘高.9 1、檢測設備：（納米）圖形晶圓缺陷檢測占比最高，光學檢測技術為主.9 2、量測設備：技術復雜、關鍵尺寸量測占比高.12 三、國外寡頭壟斷市場，國產設備不斷突破.15 1、國外寡頭壟斷市場，KLA 占比超過 50%.15 2、KLA：半導體量/檢測設備全

2、球龍頭，一家獨大.17 3、國內設備國產化率空間極大，產品覆蓋率及制程先進程度差距大.19 四、國內設備廠商內生+外延快速發展.21 1、中科飛測：國內無圖形晶圓檢測龍頭，部分型號可對標 KLA.22 2、精測電子：前道量/檢測設備訂單爆發性增長.23 3、賽騰股份：收購 Optima 進軍半導體晶圓缺陷檢測領域.24 4、睿勵儀器：中微公司持股 30%，國內最早的量測設備公司.25 5、天準科技：收購 MueTec：檢測量測產品寬度廣，掩膜版等領域填補空白.25 圖表目錄圖表目錄 圖表 1：2022 年全球半導體設備銷售額 1077 億美元，中國大陸銷售額 283 億美元.5 圖表 2：20

3、22 年全球量/檢測設備銷售額約 108 億美元.5 圖表 3：量/檢測設備占前道半導體晶圓制造設備約 11%.6 圖表 4：過程控制量/檢測設備根據工藝可細分為檢測和量測兩大環節.6 圖表 5：技術原理分類上，檢測和量測包括光學檢測技術、電子束檢測技術和 X 光量測技術.7 圖表 6：量/檢測設備貫穿半導體制造全流程.7 圖表 7：量/檢測設備核心技術設計光學、大數據、機器視覺、精確運動控制等技術.8 圖表 8：SEMI 預計 2023 年全球 300mm 晶圓廠設備支出下滑，24-25 年增速回升.8 圖表 9：集成電路向先進制程、復雜結構發展，過程控制及量/檢測設備面臨新挑戰.9 圖表

4、10：檢測設備以光學檢測為主，光學檢測包括圖形晶圓、無圖形、掩膜版檢測.10 SVpZhVdYlXQZpXdYlXaQbP8OpNnNmOoNlOoOpRkPsQxPbRmNoOMYmOnNwMnNqR 圖表 11：暗場和明場圖像照明和探測示意圖.10 圖表 12：檢測機臺中的光收集、處理和晶圓映射.11 圖表 13：無圖形晶圓的缺陷檢測原理示意圖.11 圖表 14：圖形晶圓檢測和無圖形晶圓缺陷檢測應用區別.12 圖表 15：量測技術主要包括三維形貌量測、薄膜膜厚量測、套刻精度量測、關鍵尺寸量測.13 圖表 16：光學關鍵尺寸測量設備 OCD 原理示意圖.13 圖表 17：套刻精度示例圖以及套

5、刻理想的套刻情況和出現偏移時的情況.14 圖表 18：具有多層膜的集成電路結構及光學膜厚測量原理.14 圖表 19：總結：海外龍頭及中國大陸量/檢測設備公司產品系列對比.15 圖表 20：2022 年全球前十名半導體設備企業營收合計占比超過全球 75%份額.15 圖表 21：2021 年 KLA 量/檢測設備占比達 54.4%.16 圖表 22：KLA 在部分檢測設備領域全球市占率超過 70%.16 圖表 23：國外主要半導體量檢測設備供應商情況.16 圖表 24：KLA2016-2022 財年營收復合增長 21%.17 圖表 25：KLA2016-2022 財年扣非后歸母凈利潤復合增長 30

6、%.17 圖表 26：KLA 毛利率維持在 60%左右，凈利率 20-35%上下.17 圖表 27：KLA 在中國大陸銷售額 2016-2022 財年復合增長率為 35%，2022 財年占總營收比例 29%.17 圖表 28：KLA 成立后持續并購完善產品布局，保持領先的產品競爭優勢，穩居全球龍頭.18 圖表 29：KLA 營收穩定性明顯優于其余四家半導體設備龍頭廠商.19 圖表 30：KLA 毛利率顯著高于其他四家半導體設備廠商.19 圖表 31：2022 年全球前五大半導體設備公司下游客戶，中國對外依賴度高.19 圖表 32：國內外細分領域產品覆蓋度差異大，價值量高的設備國產設備商尚未量產

7、突破.20 圖表 33：2022 年本土三大量/檢測設備廠商收入合計約為 7.4 億元，國內市場份額占比約 4%.20 圖表 34：國內半導體量測設備廠商成立時間短，處在早期 0-1 快速滲透階段.21 圖表 35：中科飛測/上海精測/上海睿勵在各自布局領域研發和導入進展.21 圖表 36：中科飛測主要產品演變和技術發展歷史.22 圖表 37：2019-2022 中科飛測營收持續增長（單位：億元）.22 圖表 38：2019-2022 中科飛測歸母凈利潤（單位：億元）.22 圖表 39：2019-2022 年中科飛測合同負債大幅提升，在手訂單充足.23 圖表 40：中科飛測研發費用率高于國內可

8、比公司.23 圖表 41：精測電子積極布局顯示/半導體/新能源三大業務.23 圖表 42：2019-2022 精測電子營業收入.24 圖表 43：2019-2022 精測電子歸母凈利潤.24 圖表 44：精測電子子公司上海精測 2019-2022 年營收及歸母凈利潤.24 圖表 45：精測電子半導體設備在手訂單快速增長.24 圖表 46：賽騰股份營收及歸母凈利潤.25 圖表 47：賽騰股份半導體設備營收.25 一、半導體制造一、半導體制造端端“標尺”把關良率，全球百億“標尺”把關良率，全球百億美元美元市場市場空間廣闊空間廣闊 1 1、半導體量、半導體量/檢測設備貫穿制造全流程，檢測設備貫穿制造

9、全流程，前道占比前道占比 1 11 1%，全球百億美元市場，全球百億美元市場 半導體過程控制（量/檢測）設備為集成電路生產過程中的核心設備之一，是保證芯片生產良品率的關鍵。集成電路制造過程的步驟繁多，工藝極其復雜，僅在集成電路前道制程中就有數百道工序。隨著集成電路工藝節點的提高，制造工藝的步驟將不斷增加，工藝中產生的致命缺陷數量也會隨之增加，因此每一道工序的良品率都要保持在幾乎“零缺陷”的極高水平才能保證最終芯片的良品率。量/檢測設備主要用在晶圓制造和先進封裝等環節，主要以光學和電子束等非接觸式手段，針對光刻、刻蝕、薄膜沉積、清洗、CMP、重布線結構、凸點與硅通孔等環節進行檢測。根據 SEMI

10、 報告，2022 年全球半導體設備銷售額 1077 億美元，同比增長 5%，中國大陸銷售額 283 億美元，同比下滑 5%。其中全球前道晶圓制造設備占設備總市場約 85-87%，SEMI預計前道晶圓制造設備銷售額 2023 年下滑 22%至 760 億美元，2024 年恢復性增長 21%至920 億美元。量/測設備在半導體前道制造設備價值量中占比約為 11%，是僅次于薄膜沉積、光刻和刻蝕的第四大核心設備，其價值量顯著高于清洗、涂膠顯影、CMP 等細分領域設備。量/測設備在半導體制造設備中占比較為穩定，根據 SEMI，2022 年全球量/檢測設備市場規模約 108 億美元，中國大陸市場規模約為

11、32 億美元。圖表圖表1：20222022 年全球半導體設備銷售額年全球半導體設備銷售額 1 1077077 億美元，中國大陸銷售額億美元，中國大陸銷售額 2 28383 億美元億美元 來源：SEMI，國金證券研究所 圖表圖表2：20222022 年全球年全球量量/檢測檢測設備銷售額設備銷售額約約 1 10808 億美元億美元 來源：SEMI，國金證券研究所 -40%-20%0%20%40%60%80%02004006008001,0001,200中國大陸半導體設備銷售額（億美元，左軸）全球半導體設備銷售額（億美元，左軸）中國大陸占比（右軸）全球半導體設備銷售額增速（右軸）中國大陸半導體設備銷

12、售額增速（右軸）-5%0%5%10%15%20%25%30%35%40%020406080100120全球半導體量/檢測設備銷售額（億美元）同比增速 圖表圖表3：量量/檢測設備占前道半導體晶圓制造設備約檢測設備占前道半導體晶圓制造設備約 1 11 1%來源：SEMI，國金證券研究所 從工藝上看，量從工藝上看，量/檢測設備檢測設備為檢測（為檢測（InspectionInspection）和量測（）和量測（MetrologyMetrology）兩大環節。）兩大環節。根據根據VLSI ResearchVLSI Research，市場份額分別占比，市場份額分別占比 6 63 3%、3 34 4%。檢測

13、指在晶圓表面上或電路結構中，檢測其是否出現異質情況，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構缺陷；量測指對被觀測的晶圓電路上的結構尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、關鍵尺寸、刻蝕深度、表面形貌等物理性參數的量測。圖表圖表4：過程控制過程控制量量/檢測設備檢測設備根據工藝可細分為檢測和量測兩大環節根據工藝可細分為檢測和量測兩大環節 來源：中科飛測招股說明書，國金證券研究所 從技術原理上看，檢測和量測包括光學檢測技術、電子束檢測技術和從技術原理上看，檢測和量測包括光學檢測技術、電子束檢測技術和 X X 光量測技術等光量測技術等，根據根據 VLSI Researc

14、hVLSI Research、QY ResearchQY Research 統計市場份額占比分別為統計市場份額占比分別為 75.2%75.2%、18.7%18.7%、2.2%2.2%。光學檢測技術基于光學原理，通過對光信號進行計算分析以獲得檢測結果，光學檢測技術對晶圓的非接觸檢測模式使其具有對晶圓本身的破壞性極小的優勢；通過對晶圓進行批量、快速的檢測，能夠滿足晶圓制造商對吞吐能力的要求。在生產過程中，晶圓表面雜質顆粒、圖案缺陷等問題的檢測和晶圓薄膜厚度、關鍵尺寸、套刻精度、表面形貌的測量均需用到光學檢測技術。電子束檢測技術通過聚焦電子束掃描樣片表面產生樣品圖像以獲得檢測結果，通常用于部分線下抽

15、樣測量部分關鍵區域。精度比光學檢測技術更高，但速度相對較慢，適用于部分晶圓的部分區域的抽檢應用。X光量測技術基于X光的穿透力強及無損傷特性進行特定場景的測量，具有穿透性強，無損傷的特點，在特定應用場景的檢測具有優勢，可以檢測特定金屬成分等。圖表圖表 5 5：技術原理分類上，技術原理分類上，檢測和量測包括光學檢測技術、電子束檢測技術和檢測和量測包括光學檢測技術、電子束檢測技術和 X X 光量測技術光量測技術 技術名稱技術名稱 光學檢測技術光學檢測技術 電子束檢測技術電子束檢測技術 X X 光量測技術光量測技術 主要內容 基于光學原理，通過對光信號進行計算分析以獲得檢測結果 通過聚焦電子束掃描樣片

16、表面產生樣品圖像以獲得檢測結果，通常用于部分線下抽樣測量部分關鍵區域 基于 X 光的穿透力強及無損傷特性進行特定場景的測量 先進制程 應用于 28nm 及以下的全部先進制程 應用于 28nm 及以下的全部先進制程 應用于 28nm 及以下先進制程 優勢 精度高，速度快，能夠滿足全部先進制程的檢測需求，并且能夠滿足其他技術所不能實現的能，如三維形貌測量等應用 精度比光學檢測技術更高 具有穿透性強，無損傷的特點，在特定應用場景的檢測具有優勢，可以檢測特定金屬成分等 劣勢 與電子束檢測技術相比，精度存在一定的劣勢 速度相對較慢，適用于部分晶圓的部分區域的抽檢應用，在滿足規?；a存在一定的劣勢 速度

17、相對較慢，應用場景相對較少，只限于特定應用需求 未來發展方向 通過提高光學分辨率，結合圖像信號處理算法，進一步提高檢測精度 提升檢測速度，提高吞吐量，由單一電子束向多通道電子束技術發展 基于 X 光的穿透性特性，擴大應用場景范圍 來源：中科飛測招股說明書，國金證券研究所 2 2、量、量/檢測設備細分種類檢測設備細分種類眾多眾多 根據 VLSI Research 劃分，全球量/檢測設備共包含檢測 6 類、量測 8 類共計 14 小類，是半導體設備中細分種類最多的設備。不同的細分設備技術原理不盡相同，市場份額占比差距大。檢測設備主要以光學檢測為主，包括圖形晶圓檢測、無圖形晶圓檢測、掩膜版缺陷檢測等

18、設備。市場份額占比由高到低的為（納米）圖形晶圓缺陷檢測、掩膜版缺陷檢測、無圖形晶圓缺陷檢測、電子束缺陷檢測（復查）設備。量測設備同樣使用光學、電子束和X 光等檢測手段，市場份額占比由高到低為關鍵尺寸量測（光學&電子束）、套刻精度量測、薄膜量測（介質&金屬）、X 光量測和三維形貌量測等。從半導體主要工藝環節看，光刻、刻蝕、離子注入、CMP 等環節對量檢、檢測設備需求量較大。圖表圖表6：量量/檢測設備貫穿檢測設備貫穿半導體半導體制造全流程制造全流程 設備類型設備類型 市場市場份額份額 前前道晶圓制造道晶圓制造 先進封裝先進封裝 合合計計 薄膜薄膜沉積沉積 光刻光刻 掩掩膜膜 刻蝕刻蝕 離子離子注入

19、注入 CMPCMP 清清洗洗 光刻光刻 刻蝕刻蝕 電鍍電鍍 鍵合鍵合 檢測設備 掩膜版缺陷檢測設備 11.30%1 無圖形晶圓缺陷檢測設備 9.70%6 圖形晶圓缺陷檢測設備 6.30%9 納米圖形晶圓缺陷檢測設備 24.70%4 電子束缺陷檢測設備 5.70%4 電子束缺陷復查設備 4.90%4 量測設備 關鍵尺寸量測設備 10.20%5 電子束關鍵尺寸量測設備 8.10%4 套刻精度量測設備 7.30%1 晶圓介質薄膜量測設備 3.00%6 X 光量測設備 2.20%3 掩膜版關鍵尺寸量測設備 1.30%1 三維形貌量測設備 0.90%6 晶圓金屬薄膜量測設備 0.50%3 合計 100%

20、4 8 2 7 6 7 4 5 5 5 4 來源：中科飛測招股說明書，國金證券研究所 量/檢測設備的核心技術涉及光學檢測技術、大數據檢測算法及自動化控制軟件等方面，涵蓋運動控制、光學、電氣、精密加工、人工智能等多個學科，包括：激光、DUV/UV，可見光，電子束，x 射線光學、高速數據處理，高性能計算、人工智能算法,機器學習,機器視覺，計算物理學，成像技術、精確的運動控制，機器人、寬帶等離子體等。圖表圖表7：量量/檢檢測設備測設備核心技術設計光學、大數據、機器視覺、精確運動控制等技術核心技術設計光學、大數據、機器視覺、精確運動控制等技術 來源：KLA 官網，KLA 公告，國金證券研究所 3 3、

21、下游產能擴張、下游產能擴張+工藝節點推進驅動工藝節點推進驅動量量/檢測檢測行業持續發展行業持續發展 根據 SEMI300mm 晶圓廠展望報告-至 2026 年，預計 2023 年全球今年 300mm 晶圓廠設備支出預計將下降 18%至 740 億美元，2024 年將增長 12%至 820 億美元，2025 年增長 24%至 1019 億美元，2026 年增長 17%至 1188 億美元。對高性能計算、汽車應用的強勁需求和對存儲器需求的提升將推動支出增長。圖表圖表8：SEMISEMI 預計預計 2 2023023 年全球年全球 3 30000mmmm 晶圓廠設備支出下滑，晶圓廠設備支出下滑，2

22、24 4-2525 年增速回升年增速回升 來源：SEMI，國金證券研究所 主流半導體制程正從 28nm、14nm 向 10nm、7nm 發展，部分先進半導體制造廠商已實現 5nm工藝的量產并開始 3nm 工藝的研發，三維 FinFET 晶體管、3D NAND 等新技術亦逐漸成為 目前行業內主流技術。隨著工藝不斷進步，產品制程步驟越來越多，微觀結構逐漸復雜，生產成本呈指數級提升。為了獲取盡量高的晶圓良品率，必須嚴格控制晶圓之間、同一晶圓上的工藝一致性，因此對集成電路生產過程中的量/檢測需求將越來越大。未來檢測和量測設備需在靈敏度、準確性、穩定性、吞吐量等指標上進一步提升，保證每道工藝均落在容許的

23、工藝窗口內，保證整條生產線平穩連續的運行。圖表圖表9：集成電路向先進制程、復雜結構發展集成電路向先進制程、復雜結構發展，過程控制過程控制及量及量/檢測設備檢測設備面臨新挑戰面臨新挑戰 來源：KLA 公告，KLA 官網，國金證券研究所 所有芯片制造階段都需要過程控制，過程控制的目的是為了提升良率和產能，研發和量產 的挑戰主要體現在精確度和速度上。量/檢測設備技術進步方向：1 1）更高的）更高的光學檢測光學檢測空間分辨精度?？臻g分辨精度。目前先進的檢測和量測設備所使用的光源波長已包含DUV 波段，能夠穩定地檢測到小于 14nm 的晶圓缺陷，能夠實現 0.003nm 的膜厚測量重復性。檢測系統光源波

24、長下限進一步減小和波長范圍進一步拓寬是光學檢測技術發展的重要趨勢之一。提高光學系統的數值孔徑也是提升光學分辨率的另一個突破方向，以圖形晶圓缺陷檢測設備為例，光學系統的最大數值孔徑已達到 0.95，探測器每個像元對應的晶圓表面的物方平面尺寸最小已小于 30nm。為滿足更小關鍵尺寸的晶圓上的缺陷檢測，必須使用更短波長的光源，以及使用更大數值孔徑的光學系統，才能進一步提高光學分辨率。2 2）提升檢測速度和吞吐量）提升檢測速度和吞吐量。半導體量/檢測設備是晶圓廠的主要投資支出之一，設備的性價比是其選購時的重要考慮因素。量/檢測設備檢測速度和吞吐量的提升將有效降低集成電路制造廠商的平均晶圓檢測成本，從而

25、實現降本增效。因此，檢測速度和吞吐量更高的檢測和量測設備可幫助下游客戶更好地控制企業成本，提高良品率。3 3）大數據檢測算法和軟件重要性凸顯。）大數據檢測算法和軟件重要性凸顯。結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。晶圓檢測和量測的算法專業性很強，檢測和量測設備對于檢測速度和精度要求非常高，且設備從研發到產業化的周期較長。因此，目前市場上沒有可以直接使用的軟件，企業均在自己的檢測和量測設備上自行研制開發算法和軟件，未來對檢測和量測設備相關算法軟件的要求會越來越高。二、二、量量/檢測檢測設備設備種類豐富種類豐富，技術技術原理不盡相同原理不盡相同，行業壁壘高，行業

26、壁壘高 1 1、檢測設備：、檢測設備：（納米）（納米）圖形晶圓圖形晶圓缺陷缺陷檢測占比最高，光學檢測技術為主檢測占比最高，光學檢測技術為主 在檢測環節以光學檢測為主，光學檢測技術可進一步分為無圖形晶圓檢測技術、圖形晶圓成像檢測技術和光刻掩膜板成像檢測技術。少部分有圖形晶圓缺陷檢測和復查使用電子束來檢測。圖表圖表10：檢測設備以光學檢測為主，檢測設備以光學檢測為主，光學檢測光學檢測包括包括圖形晶圓、圖形晶圓、無圖形、無圖形、掩膜版檢測掩膜版檢測 分類分類 技術原理技術原理 圖示圖示 圖形晶圓成像檢測 通過從深紫外到可見光波段的寬光譜照明或者深紫外單波長高功率的激光照明，以高分辨率大成像視野的光學

27、明場或暗場的成像方法，獲取晶圓表面電路的圖案圖像，實時地進行電路圖案的對準、降噪和分析，以及缺陷的識別和分類，實現晶圓表面圖形缺陷的捕捉 無圖形晶圓激光掃描檢測 通過將單波長光束照明到晶圓表面，利用大采集角度的光學系統，收集在高速移動中的晶圓表面上存在的缺陷散射光信號。通過多維度的光學模式和多通道的信號采集，實時識別晶圓表面缺陷、判別缺陷的種類，并報告缺陷的位置 光刻掩膜板成像檢測 針對光刻所用的掩膜板，通過寬光譜照明或者深紫外激光照明，以高分辨率大成像口徑的光學成像方法，獲取光刻掩膜板上的圖案圖像，以很高的缺陷捕獲率實現缺陷的識別和判定 來源：中科飛測招股說明書，Hitachi High-T

28、ech 官網，國金證券研究所 1.11.1、有有圖形晶圓檢測圖形晶圓檢測設備設備 圖形化是指使用光刻或光學掩膜工藝來刻印圖形，引導完成晶圓表面的材料沉積或清除。有圖形缺陷檢測設備采用高精度的光學技術，對晶圓表面納米及微米尺度的缺陷進行識別和定位。針對不同的集成電路材料和結構，缺陷檢測設備在照明和成像的方式、光源亮度、光譜范圍、光傳感器等光學系統上，有不同的設計。圖形缺陷檢測設備主要可分為明場缺陷檢測和暗場缺陷檢測兩大類。明場缺陷檢測設備，采用等離子體光源垂直入射，入射角度和光學信號的采集角度完全或部分相同，光學傳感器生成的圖像主要由反射光產生；暗場缺陷檢測設備通常采用激光光源，光線入射角度和采

29、集角度不同，光學圖像主要由被晶圓片表面散射的光生成。其皆通過對晶圓上的圖形進行成像后與相鄰圖像對比來檢測缺陷并記錄其位置坐標。圖表圖表11：暗場和明場圖像照明暗場和明場圖像照明和探測示意圖和探測示意圖 來源：MKS 官網，國金證券研究所 光學晶圓缺陷檢測設備使用晶圓的旋轉位置和光束的徑向位置定義晶圓表面上缺陷的位userid:93117,docid:130872,date:2023-12-27, 置。在晶圓檢測機臺中，使用光譜儀檢測器 PMT 或 CCD 以電子方式記錄光強度，并生成晶圓表面上散射或反射強度的圖。該圖提供了有關缺陷大小和位置以及缺陷的信息由于顆粒污染等問題導致的晶圓表面的狀況。

30、圖表圖表12：檢測機臺中的光收集、處理和晶圓映射檢測機臺中的光收集、處理和晶圓映射 來源：MKS 官網，國金證券研究所 明場光學圖形缺陷檢測設備的供應商包括美國科磊半導體（39xx 系列及 29xx 系列）、應用材料（UVision 系列），暗場光學圖形缺陷檢測設備的供應商包括科磊（Puma 系列）。1.21.2、無圖形晶圓檢測、無圖形晶圓檢測設備設備 無圖形晶圓檢測是對于裸硅片和表面沒有圖形的晶圓的檢測。一般用于在開始生產之前硅片在硅片廠處獲得認證，半導體晶圓廠收到后再次認證的檢測過程，同時在生產過程中一些用于對比及環境測量的控片擋片的檢測。由于晶圓表面沒有圖案，因此無需圖像比較即可直接檢測

31、缺陷，其工作原理是將激光照射在圓片表面，通過多通道采集散射光，經過表面背景噪聲抑制后，通過算法提取和比較多通道的表面缺陷信號，最終獲得缺陷的尺寸和分離。無圖形圓片表面檢測系統能夠檢測的缺陷類型包括顆粒污染、凹坑、水印、劃傷、淺坑、外延堆垛、CMP 突起。一般來說暗場檢測是非圖案化晶圓檢測的首選，因為可以實現高速掃描，從而實現高的晶圓產量。主要供應商包括 KLA（Surfscan 系列）、Hitachi High-Tech（LS 系列）。圖表圖表13：無圖形晶圓無圖形晶圓的缺陷檢測原理的缺陷檢測原理示意圖示意圖 來源：Hitachi High-Tech 官網，國金證券研究所 圖表圖表14：圖形晶

32、圓檢測和無圖形晶圓缺陷檢測應用區別圖形晶圓檢測和無圖形晶圓缺陷檢測應用區別 來源：KLA 官網，國金證券研究所 1.31.3、掩膜版、掩膜版缺陷缺陷檢測檢測設備設備 掩膜/光罩檢測：掩模在使用過程中很容易吸附粉塵顆粒，而較大粉塵顆粒很可能會直接影響掩模圖案的光刻質量，引起良率下降。因此，在利用掩模曝光后，通常會利用集成掩模探測系統對掩模版進行檢測，如果發現掩模版上存在超出規格的粉塵顆粒，則處于光刻制程中的晶圓將會全部被返工。針對光刻所用的掩膜板，通過寬光譜照明或者深紫外激光照明，以高分辨率大成像口徑的光學成像方法，獲取光刻掩膜板上的圖案圖像，以很高的缺陷捕獲率實現缺陷的識別和判定。1.41.4

33、、電子束圖形晶圓檢測、電子束圖形晶圓檢測/復查復查設備設備 電子束成像也用于缺陷檢測，尤其是在光學成像效果較低的較小幾何形狀中。電子束檢測動態分辨率范圍比光學檢測系統大。隨著半導體集成電路工藝節點的推進，光學缺陷檢測設備的解析度無法滿足先進制程需求，必須依靠更高分辨率的電子束設備。電子束的原理為通過聚焦電子束對晶圓表面進行掃描，接受反射回來的二次電子和背散射電子，進而將其轉換成對應的晶圓表面形貌的灰度圖像。通過比對晶圓上不同芯片（Die）同一位置的圖像，或者通過圖像和芯片設計圖形的直接比對，可以找出刻蝕或設計上的缺陷。電子束檢測的優勢為可以不受某些表面物理性質的影響，且可以檢測很小的表面缺陷，

34、如柵極刻蝕殘留物等，相較于光學檢測技術，電子束檢測技術靈敏度較高，但檢測速度較慢，因此主要用于在研發環境和工藝開發中對新技術進行鑒定，以及光學檢測后的復查，對缺陷進行清晰地圖像成像和類型的甄別。主要供應商包括 KLA（eDR7XXX 系列、eSL10 系列）、AMAT（SEM VISION 系列）。2 2、量測設備：、量測設備：技術復雜、技術復雜、關鍵尺寸量測占比高關鍵尺寸量測占比高 在量測環節，光學檢測技術基于光的波動性和相干性實現測量遠小于波長的光學尺度，集成電路制造和先進封裝環節中的量測主要包括關鍵尺寸量測、薄膜膜厚量測、套刻精度量測等，這三類量測環節在產業鏈中的應用如下：圖表圖表15：

35、量測技術主要包括量測技術主要包括三維形貌量測、薄膜膜厚量測、套刻精度量測、關鍵尺寸量測三維形貌量測、薄膜膜厚量測、套刻精度量測、關鍵尺寸量測 分類分類 應用簡介應用簡介 圖示圖示 關鍵尺寸量測（OCD）關鍵尺寸測量技術通過測量從晶圓表面反射的寬光譜光束的光強、偏振等參數，來測量光刻膠曝光顯影、刻蝕和 CMP 等工藝后的晶圓電路圖形的線寬、高度和側壁角度，從而提高工藝的穩定性 套刻精度量測 套刻精度測量通過對晶圓表面特征圖案的高分辨率成像和細微差別的分析，用于電路制作中不同層之間圖案對圖案對齊的誤差測量，并將數據反饋給光刻機，幫助光刻機優化不同層之間的光刻圖案對齊誤差，從而避免工藝中可能出現的問

36、題 薄膜膜厚量測 在前道制程中，需在晶圓表面覆蓋包括金屬、絕緣體、多晶硅、氮化硅等多種材質的多層薄膜，膜厚測量環節通過精準測量每一層薄膜的厚度、折射率和反射率，并進一步分析晶圓表面薄膜膜厚的均勻性分布，從而保證晶圓的高良品率 來源：中科飛測招股說明書，Hitachi High-Tech 官網，國金證券研究所 2 2.1.1、關鍵尺寸（、關鍵尺寸（CDCD）量測）量測 半導體制程中最小線寬一般稱之為關鍵尺寸，其變化是半導體制造工藝中的關鍵。半導體關鍵尺寸量測在半導體晶圓的指定位置測量電路圖案的線寬和孔徑。光學和電子束技術均可用于關鍵尺寸測量，使用的設備分別光學關鍵尺寸測量設備（OCD，optic

37、al critical dimension）和掃描電子顯微鏡（CD-SEM）目前基于衍射光學原理的非成像光學關鍵尺寸（OCD）測量設備為主要工具，它可以實現對器件關鍵線條寬度及其他形貌尺寸的精確測量，并具有很好的重復性和長期穩定性。OCD的用途比較廣泛，可以測關鍵尺寸，還可以測單層或多層膜厚、深度甚至角度。OCD 是通過收集到的反射光譜特征，來與模型中的數據庫對比，得出光譜吻合度最高的數據，得到相應特征數據的量測方式。圖表圖表16：光學關鍵尺寸測量設備光學關鍵尺寸測量設備 OCDOCD 原理示意圖原理示意圖 來源：CSDN Chip Talk，國金證券研究所 電子束關鍵尺寸量測設備的原理是通過

38、入射電子轟擊待測樣品表面，表面原子吸收并激發產生二次電子，通過收集到的二次電子，將探測到的物理信號轉化為樣品圖像信息。光學關鍵尺寸量測設備主要供應商包括 KLA（Spectra Shape 系列）、NanoMetrics、上海睿勵（TFX 3000）、上海精測（EPROFILE 300FD）。電子束關鍵尺寸掃描電子顯鏡（主要供應商包括 Hitachi High-Tech、應用材料（VeritySEM5i）等。2 2.2.2、套刻、套刻精度量測精度量測 套刻技術：多層高精細的版圖一般都需要進行多次曝光才能制作完成，每一次曝光需要不 同的掩膜版，在使用每一塊掩膜版前都需要和之前經過曝光的圖形進行精

39、確對準，只有這樣才能保證每一層圖形有正確的相對位置。套刻精度測量通常在每道光刻步驟后進行。在半導體制造過程中，關鍵層的光學套刻對準直接影響了器件的性能、成品率及可靠性，隨著芯片集成度的增加，線寬逐漸縮小以及多重光刻工藝的應用，套刻誤差需要更嚴格地被控制，因此套刻誤差測量也是過程工藝控制中最重要地步驟之一。其測量原理通常為通過光學顯微成像系統獲得兩層刻套目標圖形的數字化圖像，然后基于數字圖象算法，計算每一層的中心位置，從而獲得套刻誤差。主流供應商包括 KLA（Archer 系列）、ASML（Yield-Star 系列）。圖表圖表17：套刻精度示例圖以及套刻理想的套刻情況和出現偏移時的情況套刻精度

40、示例圖以及套刻理想的套刻情況和出現偏移時的情況 來源：光刻工藝中的對準及套刻概述，國金證券研究所 2 2.3.3、膜厚量測、膜厚量測 薄膜材料的厚度和物理常數量測設備：在半導體制造過程中，晶圓要進行多次各種材質的薄膜沉積，因此薄膜的厚度及其性質（如折射率和消光系數）需要準確地確定，以確保每一道工藝均滿足設計規格。在半導體制造過程中，晶圓要進行多次各種材質的薄膜沉積，因此薄膜的 厚度及其性質會對晶圓成像處理的結果產生關鍵性的影響。膜厚測量環節通過精準測量每 一層薄膜的厚度、折射率和反射率，并進一步分析晶圓表面薄膜膜厚的均勻性分布，從而 保證晶圓的高良品率。膜厚測量可以根據薄膜材料劃分為兩個基本類

41、型，即不透明薄膜和 透明薄膜。業界內一般使用四探針通過測量方塊電阻計算不透明薄膜的厚度；通過橢偏儀測量光線的反射、偏射值計算透明薄膜的厚度。圖表圖表18：具有多層膜的集成電路結構及光學膜厚測量原理具有多層膜的集成電路結構及光學膜厚測量原理 來源：拓荊科技招股說明書，SHNTI 官網，國金證券研究所 圖表圖表19：總結：總結：海外龍頭海外龍頭及中國大陸量及中國大陸量/檢測設備檢測設備公司產品系列公司產品系列對比對比 量檢測產品種類量檢測產品種類 海外公司海外公司 中國大陸公司中國大陸公司 KLA AMAT Hitachi High-Tech Onto 上海精測 中科飛測 上海睿勵 缺陷檢缺陷檢測

42、設備測設備 掩膜版缺陷檢測 Archer Aera 4 明場光學圖形缺陷檢測 39xx/29xx Uvision 暗場光學圖形缺陷檢測 Puma 系列 IS 系列 無圖形晶圓缺陷檢測 Surfscan LS 系列 AWX FSI S1、S2 系列 電子束缺陷檢測（復查）eDR7xxx、eSL10 SEM Vision Dragonfly AeroScan、eView 宏觀缺陷檢測 CIRCL 系列 Spark、NSX SPRUCE FSD 系列 量測設量測設備備 光學關鍵尺寸量測 Spectra Shape VeritySEM AtlasV、Aspect EPROFILE 電子束關鍵尺寸量測

43、PROVision eMetric 膜厚測量 Aleris、SpetraFilm Echo、Iris SCALE、EFILMm TFX3/4xxx 套刻誤差測量 Archer X 光量測 Axion 來源：各公司官網及公告，國金證券研究所 三三、國外寡頭壟斷市場，國產設備不斷突破國外寡頭壟斷市場，國產設備不斷突破 1 1、國外寡頭壟斷市場、國外寡頭壟斷市場，KLAKLA 占比超過占比超過 5 50 0%全球半導體設備市場目前處于寡頭壟斷局面，市場上美日技術領先，以應用材料 AMAT（美國）、阿斯麥 ASML（荷蘭）、拉姆研究 LAM Research（美國）、東京電子 TEL（日本）、科磊半導

44、體 KLA（美國）等為代表的國際知名半導體設備企業占據了全球市場的主要份額。根據 CINNO Research 的統計，2022 年全球前十大半導體設備廠商均為境外企業，市場份額合計超過 75%。圖表圖表 2020：2 2022022 年全球前十名半導體設備企業營收年全球前十名半導體設備企業營收合計占比超過全球合計占比超過全球 7 75 5%份額份額 來源：CINNO Research，Bloomberg，國金證券研究所 050100150200250TeradyneHitachi-HightechASMIAdvantestSCREENKLATELLAM ResearchASMLAMAT202

45、2年全球半導體設備公司營收TOP10（單位：億美元）全球量/檢測設備廠家中，KLA 一家獨大。量測設備市場呈現出高度壟斷的格局，根據Gartner 數據 2021 年行業前 5 名分別為 KLA、AMAT、日立高新（Hitachi High-Tech）、創新科技（Onto Innovation）、新星測量儀器（Nova Measuring），行業 TOP3 占據 75%的市場份額。美國的 KLA 牢牢占據行業的龍頭地位，市場占有率超過行業第二的四倍。根據 Gartner，KLA 長期在半導體制造中過程控制業務領域份額超過 50%，2021 年以 54%位列第一，是第二名競爭對手市場份額的 4

46、倍以上。尤其是在晶圓形貌檢測、無圖形晶圓檢測、有圖形晶圓檢測領域，KLA 在全球的市場份額更是分別高達 85%、78%、72%。圖表圖表21：20212021 年年 KLAKLA 量量/檢測設備占比達檢測設備占比達 54.4%54.4%圖表圖表22：KLAKLA 在部分檢在部分檢測設備領域全球市占率超過測設備領域全球市占率超過 70%70%來源：Gartner，KLA 公司公告，國金證券研究所 來源：華經產業研究院，國金證券研究所 圖表圖表23：國外主要半導體量檢測設備供應商情況國外主要半導體量檢測設備供應商情況 公司名稱公司名稱 國家國家 成立時成立時間間 涉及領域與主要產品涉及領域與主要產

47、品 20222022 年營業收年營業收入（億美元）入（億美元）備注備注 科磊半導體（KLA）美國 1976 年 檢測設備的研發、生產和銷售，其產品線涵蓋了量/檢測全系列設備 79 億美元 KLA Instruments和Tencor相繼成立于 1976 年和 1977 年，并于 1997年合并成立科磊半導體。應用材料（AMAT）美國 1967 年 主要提供刻蝕設備、離子注入機、化學氣相沉積設備、物理氣相沉積設備、晶圓檢測和測量等各類半導體設備 258 億美元 創新科技（Onto Innovation）美國 2019 年合并成立 主要提供關鍵尺寸量測、薄膜膜厚量測、三維形貌量測、缺陷檢測設備，以

48、及半導體制程控制軟件等產品 10 億美元 Rudolph 和 Nanometrics 分別成立于 1940 年和 1975 年，并于 2019年合并成立創新科技。新星測量儀器（Nova Measuring）以色列 1993 年 產品主要為半導體量測設備，包括關鍵尺寸測量、薄膜膜厚測量、材料性能測量等。5.7 億美元 康特科技（Camtek）以色列 1987 年 半導體行業高端檢測和量測設備的制造商，其產品應用于前道、先進封裝等領域 3.2 億美元 帕克公司（Park System）韓國 1988 年 納米領域的形貌、力學量測和半導體先進制程領域的檢測，主要生產原子力顯微鏡產品 852.50 億

49、韓元（2021 年）0%20%40%60%80%100%晶圓形貌檢測無圖形晶圓檢測有圖形晶圓檢測掩模版測量刻套誤差測量OCD測量膜厚設備測量KLA設備市占率 來源：各公司公告，Wind，Bloomberg，國金證券研究所 2 2、KLAKLA：半導體量半導體量/檢測檢測設備全球龍頭，一家獨大設備全球龍頭，一家獨大 KLA 成立于 1976 年，總部位于美國硅谷，為半導體制造提供全方位的在線檢測、量測和數據分析，以及過程控制和良率管理的全方面解決方案和服務。截至 2022 財年末（2022年 6 月 30 日），公司在全球 19 個國家和地區建立分部，員工人數約 1.4 萬人。2004-2015

50、 財年，KLA 表現相對比較平穩，收入復合增速 3.3%，凈利潤復合增速 3.7%，2016 財年開始進入快速成長期，20162022 財年收入復合增速 21%，凈利潤復合增速 30%，2022 財年收入同比增速 33%，凈利潤復合增速提升至 60%。根據 KLA 的長期經營目標，20222026 財年，公司收入復合增速目標為 911%。同時 KLA 的盈利能力持續提升，除 2008 財年外，近十幾年 KLA 的毛利率長期維持在 60%左右的高位，凈利率在 20%-30%左右波動，2021-2022 財年凈利率逐漸提升至 30%和 36%。分區域來看，中國大陸是 KLA的第一大市場，2016-

51、2022 財年 KLA 在中國大陸市場的銷售額復合增速約 35%，顯著高于其在全球約 21%的復合增長率。圖表圖表24：KLAKLA20162016-20222022 財年財年營收復合增長營收復合增長 2 21 1%圖表圖表25：KLAKLA20162016-20222022 財年財年扣非后歸母凈利潤復合增長扣非后歸母凈利潤復合增長 3030%來源：Bloomberg，KLA 公司公告，國金證券研究所 來源：Bloomberg，KLA 公司公告，國金證券研究所 圖表圖表26：KLAKLA 毛利率維持在毛利率維持在 6 60 0%左右，凈利率左右，凈利率 2 20 0-3535%上下上下 圖表圖

52、表27：KLAKLA 在中國大陸銷售額在中國大陸銷售額 2 201016 6-20222022 財年財年復合增長率為復合增長率為3 35 5%，2 2022022 財年占總營收比例財年占總營收比例 2 29 9%來源：Bloomberg，KLA 公司公告，國金證券研究所 來源：Bloomberg，KLA 公司公告，國金證券研究所 KLAKLA 在持續創新、產品組合全面以及服務體系健全等競爭優勢下穩居全球龍頭位置。在持續創新、產品組合全面以及服務體系健全等競爭優勢下穩居全球龍頭位置。KLA 50-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%010203040506070809010

53、0營業總收入（億美元）同比增速-50%0%50%100%150%200%250%300%-505101520253035扣非后歸母凈利潤（億美元）同比增速-40%-20%0%20%40%60%80%銷售毛利率(%)銷售凈利率(%)0%5%10%15%20%25%30%35%051015202530中國大陸銷售額（億美元）中國大陸占總營收比例 年以來通過持續創新和并購領跑各種復雜尖端的量測技術，完善產品局部。半導體制程技術日新月異，KLA 需要不斷投入高額的研發費用用于開發新的量測設備。2012-2022 年 KLA 的研發支出占比一直在 10%以上，2021 年研發投入占比 15%，高達 9

54、億美元，超過了行業標準。公司構建的混合研發結構以客戶為中心，進行跨產品線的核心技術創新。并購方面，KLA 早期產品包括用于掩膜版光學檢測設備 RAPID 系列、晶圓檢測 WISARD 系列產品，從 20 世紀 90 年代開始公司產品及解決方案由離線檢測轉向在線檢測，1997 年 KLA 與 Tencor 兩家半導體設備公司合并改名 KLA-Tencor，KLA 從此增加了半導體量測解決方案，實現了量/檢測設備細分領域的互補，奠定了在量檢測設備領域的龍頭地位。之后的 20多年間，公司持續并購，標的基本覆蓋了半導體量測檢測領域的主要細分方向，不斷整合和獲取行業資源與先進技術。圖表圖表28：KLAK

55、LA 成立后持續并購完善產品布局成立后持續并購完善產品布局，保持領先的產品競爭優勢，穩居全球龍頭，保持領先的產品競爭優勢，穩居全球龍頭 來源：Bloomberg，KLA 官網，KLA 公告，國金證券研究所 KLA 服務體系建設完善，2022 年設備服務收入占總營收的 21%。KLA 全球裝機量近 6 萬臺，超過 50%設備使用壽命達 18 年，平均使用壽命為 12 年，歷史上交付的 80%的設備仍在客戶現場使用中，在完全折舊(2-3 倍)很長時間后，客戶繼續在生產中使用。半導體設備的長使用壽命強化先發優勢，加強與客戶的長期綁定關系；服務類收入受益于長使用壽命將不斷增加，且受行業周期波動影響小。

56、量測設備龍頭 KLA 在前道設備全球 5 大龍頭企業中，表現出了相對更優秀的成長性和盈利能力。AMAT、ASML、LAM Research、TEL 和 KLA 前五大前道設備龍頭 2022 年收入相較于 2015 年分別成長 175%、236%、223%、198%、268%。KLA 是五家中唯一一家自 2015 年以來持續成長的公司，營收的穩定性明顯優于其余四家。從盈利能力來看，KLA 的毛利率水平也顯著高于其余 4 家。我們認為，這是由于量測設備相較于其他工藝設備，更受益于工藝和技術節點進步的變化，同時細分種類更多，持續創新全面布局的公司更有機會獲得超額收益。圖表圖表29：KLAKLA 營收

57、穩定性明顯優于其余四家半導體設備龍頭廠商營收穩定性明顯優于其余四家半導體設備龍頭廠商 來源：Bloomberg，國金證券研究所 圖表圖表30：KLAKLA 毛利率顯著高于其他四家半導體設備廠商毛利率顯著高于其他四家半導體設備廠商 來源：Bloomberg，國金證券研究所 3 3、國內設備國產化率空間、國內設備國產化率空間極大，產品覆蓋率及制程先進程度差距大極大，產品覆蓋率及制程先進程度差距大 中國大陸半導體設備海外依賴度高。2022 年全球前五的設備廠商中，除 ASML 外中國大陸均為第一大客戶。圖表圖表31：2 2022022 年年全全球前五大半導體設備公司下游客戶，中國對外依賴度高球前五大

58、半導體設備公司下游客戶，中國對外依賴度高 AMATAMAT（美國）（美國）ASMLASML（荷蘭）（荷蘭）Lam Lam ResearchResearch（美國）（美國）TELTEL（日本）（日本）KLAKLA（美國）（美國）中國大陸中國大陸 33%33%中國臺灣 39%中國大陸中國大陸 35%35%中國大陸中國大陸 2 29 9%中國大陸中國大陸 2 29 9%韓國 22%韓國 33%韓國 27%韓國 20%中國臺灣 27%中國臺灣 20%中國大陸中國大陸 1 15 5%中國臺灣 14%中國臺灣 18%韓國 16%美國 9%美國 9%日本 9%日本 14%美國 10%日本 8%日本 3%美國

59、 6%美國 11%日本 8%歐洲 5%歐洲 0.7%東南亞 6%歐洲 5%歐洲 7%東南亞 3%其他 0.8%歐洲 3%東南亞 4%東南亞 3%來源：Bloomberg，各公司公告，國金證券研究所 國產量測檢測設備公司產品線已涵蓋了無圖形晶圓缺陷檢測設備、圖形晶圓缺陷檢測設備、-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%KLAAMATASMLLAMTEL0%10%20%30%40%50%60%70%KLAAMATASMLLAMTEL 三維形貌量測設備、薄膜膜厚量測設備和套刻精度量測設備等系列產品。在國內主要集成電路制造廠商取得批量訂單，打破了國外廠商的壟斷，國產化進程加快將進一步助

60、力公司持續快速發展。同時，公司正在積極研發納米圖形晶圓缺陷檢測設備、晶圓金屬薄膜量測設備等其他型號的設備，相關產品研發成功后有望進一步提高產品線覆蓋廣度。國內量測設備主要廠家有中科飛測、上海睿勵、上海精測、賽騰股份、東方晶源、埃芯半導體、上海御微等，其部分產品已進入一線產線驗證，推動量測設備國產化。國內外廠商的差距：1）產品覆蓋度差距大，國內龍頭的產品覆蓋度為 27%，更多品類待開發和導入。量/檢測設備種類多，龍頭公司通過自身持續創新和并購擁有很高的工藝覆蓋率，全球占比 54%的龍頭美國公司 KLA 對于量測+檢測產品線覆蓋率達 85%以上，且幾乎在每一個所涉產品線中均市場份額最高；其他海外龍

61、頭如美國 AMAT、ONTO 等公司產品覆蓋率也分別達到 50%和 35%以上。根據中科飛測招股說明書，公司產品線涵蓋份額占比為 27%。同時中科飛測正在積極研發納米圖形晶圓缺陷檢測設備、關鍵尺寸量測設備等其他細分領域的機型，對應的市場份額為 25%和 10%，研發成功后將提高產品線覆蓋度。圖表圖表32：國內外細分領域產品覆蓋度差異大，價值量高的設備國內外細分領域產品覆蓋度差異大，價值量高的設備國產設備商國產設備商尚未量產突破尚未量產突破 注：注：為研發導入產品為研發導入產品 國外企業國外企業 國內企業國內企業 KLAKLA AMATAMAT ONTOONTO 上海睿勵上海睿勵 上海精測上海精

62、測 中科飛測中科飛測 檢測設備檢測設備 掩膜版缺陷檢測設備 無圖形晶圓缺陷檢測設備 圖形晶圓缺陷檢測設備 納米圖形晶圓缺陷檢測設備 電子束缺陷檢測設備 電子束缺陷復查設備 量測設備量測設備 關鍵尺寸量測設備 電子束關鍵尺寸量測設備 套刻精度量測設備 晶圓薄膜量測設備 X 光量測設備 掩膜版關鍵尺寸量測設備 三維形貌量測設備 來源：各公司公告，各公司官網，國金證券研究所 1）工藝節點上，國內企業目前僅能覆蓋 28nm 及以上制程。國際競爭對手的先進產品普遍能夠覆蓋 28nm 以下制程，國內產品已能夠覆蓋 28nm 及以上制程，應用于 28nm 以下制程的量/檢測設備在研發中。2022 年三大量/

63、檢測設備企業在本土市場份額合計 4%，國產化率較低。作為晶圓制造前道設備中國產化率最低的設備之一，量/檢測設備本土前三大廠商收入合計為 7.4 億元，國內市場份額占比僅為 4%。由于國外知名企業規模大，產品線覆蓋廣度高，品牌認可度高，導致本土企業的推廣難度較大。近年來國內企業在檢測與量測領域突破較多，受益于國內半導體產業鏈的迅速發展，該領域國產化率有望在未來幾年加速提升。圖表圖表33：2 202022 2 年年本土三大量本土三大量/檢測設備廠商收入合計約為檢測設備廠商收入合計約為 7.47.4 億元，國內市場份額占比億元，國內市場份額占比約約 4 4%單位：億單位：億元元 2018 2019

64、2020 2021 2022 銷售收入 市占率 銷售收入 市占率 銷售收入 市占率 銷售收入 市占率 銷售收入 市占率 上海精測上海精測 0.03 0.03%0.04 0.03%0.57 0.39%1.11 0.66%1.64 0.90%中科飛測中科飛測 0.3 0.35%0.56 0.47%2.38 1.62%3.61 2.15%5.02 2.76%上海睿勵上海睿勵 0.27 0.31%0.12 0.10%0.2 0.14%0.41 0.24%0.72 0.40%合計合計 0.6 0.69%0.72 0.60%3.15 2.14%5.13 3.05%7.38 4.05%來源：中科飛測招股說明

65、書，SEMI，Wind，各公司公告，國金證券研究所 四、四、國內國內設備設備廠商內生廠商內生+外延快速發展外延快速發展 國內半導體處于高速增長期，本土企業存在較大的國產化空間。國內量測設備主要廠家有中科飛測、上海睿勵、上海精測、賽騰股份、東方晶源、埃芯半導體、南京中安等，其部分產品已進入一線產線驗證，推動量測設備國產化。圖表圖表34：國內半導體量測設備廠商成立時間短，處在早期國內半導體量測設備廠商成立時間短，處在早期 0 0-1 1 快速滲透階段快速滲透階段 公司公司 股票代碼股票代碼 成立時間成立時間 2222 年營收（億元）年營收（億元）客戶客戶 產品系列產品系列 中科中科飛測飛測 688

66、261.SH 2014 年 5 中芯國際、士蘭集科、長電科技、長江存儲等 無圖形晶圓缺陷檢測、膜厚測量、三維形貌量測、套刻尺寸量測 上海上海精測精測 精測電子持股 77%2018 年 1.6 中芯國際、長江存儲、粵芯、合肥長鑫等 膜厚測量、光學關鍵尺寸量測、電子束量測 上海上海睿勵睿勵 中微公司持股 35%2005 年 0.7 長江存儲、華力微電子、三星電子等 膜厚測量、光學缺陷檢測、硅片厚度及翹曲測量設備 賽騰賽騰股份股份 603283.SH 2001 年，2019 年收購日本 Optima 29.3（半導體設備 2.9億元）三星、索尼、新昇半導體、奕斯偉、SUMCO 等 硅片邊緣缺陷監測、

67、晶圓背面檢測、邊緣/表背面復合檢測、晶圓制造外觀檢測 東方東方晶源晶源 未上市 2014 年-中芯國際等 電子束缺陷檢測設備、電子束關鍵尺寸量測設備 上海上海御微御微 未上市 2018 年-中芯國際等 掩模版缺陷檢測設備、晶圓缺陷檢測、套刻尺寸量測設備 埃芯埃芯 未上市 2020 年-中芯國際等 X 光薄膜量測、X 光材料性能量測、X 光成分及表面污染量測 南京南京中安中安 未上市 2020 年-國內硅片廠 無圖形晶圓缺陷檢測等 來源：各公司官網、各公司公告，國金證券研究所 圖表圖表35：中科飛測中科飛測/上海精測上海精測/上海睿勵在各自布局領域研發和導入進展上海睿勵在各自布局領域研發和導入進

68、展 中科飛測中科飛測 上海精測上海精測 上海睿勵上海睿勵 （納米）圖形晶圓缺陷檢測（納米）圖形晶圓缺陷檢測 最小靈敏度為 0.5m 應用于先進封裝環節的設備量產、納米暗場設備研發推進 獲得明場納米圖形晶圓檢測設備訂單并出機、180-65nm 制程 8 寸量產，12 寸精度達到 0.1m 無圖形晶圓缺陷檢測無圖形晶圓缺陷檢測 S1：適用于 130nm 及以上 S2：適用于 2Xnm 及以上 電子束晶圓缺陷檢測電子束晶圓缺陷檢測 電子束晶圓缺陷復查電子束晶圓缺陷復查 2021 年 12 寸機臺出機 關鍵尺寸量測關鍵尺寸量測 研發中 2021 年國內首臺 OCD 機，用于45-28nm；2022 年

69、通過 28nm 工藝驗證量產 研發中 套刻精度量測套刻精度量測 28nm 產品驗證，取得訂單 薄膜厚度量測薄膜厚度量測 產品適用于 28nm 以上工藝節點 適用于 28nm 及以上節點 適用于 28nm 及以上節點 三維形貌量測三維形貌量測 支持 2Xnm 以上制程，已經在長江存儲等廠商線上應用 來源：各公司公告，各公司官網，國金證券研究所 1 1、中、中科飛測科飛測：國內無圖形晶圓檢測龍頭，部分型號可對標：國內無圖形晶圓檢測龍頭，部分型號可對標 KLAKLA 中科飛測成立于 2014 年，目前在半導體量/檢測設備收入體量上為國內龍頭，主要產品包括無圖形晶圓缺陷檢測、圖形晶圓缺陷檢測、三維形貌

70、量測、薄膜膜厚量測等產品，已應用于國內 28nm 及以上制程的集成電路制造產線，同時正在積極研發納米圖形晶圓缺陷檢測、晶圓金屬薄膜量測等設備。公司 22 年實現營收 5.09 億元，同比+41.2%；歸母凈利潤0.12 億元，同比-78.0%。下游客戶包含中芯國際、長江存儲、士蘭集科、長電科技、通富微電等國內主流制造及封裝廠。公司多項研發產業化取得積極進展。2019 年，應用在集成電路前道領域的三維形貌量測設備通過長江存儲產線認證，2020 年，應用在集成電路前道領域的薄膜膜厚量測設備通過士蘭集科產線驗證，2021 年，無圖形晶圓缺陷檢測設備通過國家科技重大專項驗收等。目前，公司正在積極研發納

71、米圖形晶圓缺陷檢測設備、晶圓金屬薄膜量測設備等其他型號的設備。公司目前在研項目數量較多，長期重視研發為公司發展建立了長期壁壘，后續新產品研發成功并客戶導入后，有望為公司打開長期發展天花板。圖表圖表36：中科中科飛測飛測主要產品演變和技術發展歷史主要產品演變和技術發展歷史 來源：中科飛測招股說明書，國金證券研究所 圖表圖表37：2 2019019-20222022 中科飛測營收持續增長中科飛測營收持續增長（單位：億元）（單位：億元）圖表圖表38：2 2019019-20222022 中科飛測歸母凈利潤（單位：億元）中科飛測歸母凈利潤（單位：億元）來源：Wind，國金證券研究所 來源：Wind，國

72、金證券研究所 0%50%100%150%200%250%300%350%01234562019202020212022營業收入（億元）YOY(%)-1.2-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.00.20.40.60.82019202020212022歸母凈利潤（億元）2022 年末公司合同負債 4.8 億，存貨中發出商品 4.3 億，在手訂單充足。公司 21/22 年合同負債為1.6/4.8億元，同比+384%/+217%，發出商品為2.4/4.3億元，同比+425%/+76%，在手訂單充沛且銷售強勁，快速成長動力足。公司作為以研發為驅動的半導體設備企業，公司研發費用占營業收入比重高于同

73、行業可比公司，2022 年研發費用占營收比例 40%。半導體設備行業為技術密集型行業，公司競爭力與研發實力密不可分，公司持續吸引行業內優秀人才，研發人員數量快速增長，2019-2023年研發人員占總人數比例維持在 43%上下。圖表圖表39：2 2019019-20222022年中科飛測合同負債大幅提升，在手訂年中科飛測合同負債大幅提升，在手訂單充足單充足 圖表圖表40：中科飛測中科飛測研發費用率研發費用率高于國內高于國內可比公司可比公司 來源：中科飛測公告，國金證券研究所 來源：各公司公告，國金證券研究所 2 2、精測電子、精測電子：前道量前道量/檢測設備訂單爆發性增長檢測設備訂單爆發性增長

74、公司深耕檢測行業 17 年，已成為國內平板顯示檢測龍頭，2018 年以來公司積極局部平板顯示/半導體/新能源三大業務。半導體設備成功供貨中芯國際、長江存儲等國內龍頭客戶。公司全面布局半導體前后道量檢測環節，膜厚、OCD 測量、電子束、明場檢測等設備已進市場，2022 年公司半導體設備業務實現收入 1.83 億元，同比增長 34.12%。截至 2023年 4 月 24 日，半導體業務在手訂單 8.91 億元，前道設備業務爆發。公司半導體業務經過前期積累，在研發能力、產品力、客戶等方面已占先機，將成為國產化主力。圖表圖表41：精測電子積極布局精測電子積極布局顯示顯示/半導體半導體/新能源三大業務新

75、能源三大業務 來源：Wind，精測電子公司公告，國金證券研究所 公司子公司上海精測前道檢測產品覆蓋度進一步提升，半導體硅片應力測量設備也取得客戶訂單并完成交付，明場光學缺陷檢測設備已取得突破性訂單，且已完成首臺套交付；其余儲備的產品目前正處于研發、認證以及拓展的過程中。0.01.02.03.04.05.06.02019202020212022合同負債（億元）0%50%100%2019202020212022中科飛測可比公司平均值中微公司芯源微盛美上海華海清科 圖表圖表42：2 2019019-20222022 精測電子精測電子營業收入營業收入 圖表圖表43：2 2019019-20222022

76、 精測電子歸母凈利潤精測電子歸母凈利潤 來源：Wind，國金證券研究所 來源：Wind，國金證券研究所 圖表圖表44：精測電子子公司上海精測精測電子子公司上海精測 2 2019019-20222022 年營收及歸母年營收及歸母凈利潤凈利潤 圖表圖表45：精測電子精測電子半導體設備在手訂單快速增長半導體設備在手訂單快速增長 來源：精測電子公告，國金證券研究所 來源：Wind，國金證券研究所 2022 年下半年面板價格觸底，23 年價格持續修復，部分型號修復至現金成本線之上，稼動率環比亦有提升。公司受益于 OLED、Mini、Micro LED 等新技術路線以及由 Module、Cell 拓展至前

77、段 Array，面板業務仍有望實現平穩增長，24 年蘋果新機 MR 有望帶來新的面板檢測需求。新能源方面，精測公司聚焦中后道工序，其中化成分容已批量出貨，切疊一體機已獲認證通過，同時布局鋰電池視覺檢測系統、電芯裝配線和激光模切機等新品，與中創新航簽署戰略合作伙伴協議，受益于其持續擴產。公司 2022 年公司新能源設備實現收入 3.4 億元，截至 2023 年 4 月 23 日在手訂單新能源訂單 4.8 億元。3 3、賽騰股份、賽騰股份：收購收購 OptimaOptima 進軍進軍半導體晶圓缺陷半導體晶圓缺陷檢測領域檢測領域 賽騰股份是國內消費電子設備龍頭企業，通過外延并購將主營業務拓展至半導體

78、、新能源汽車等行業。2022 年公司實現營收 29.34 億元，同比+26.55%。實現凈利潤 2.93 億元，同比增長 63.5%。半導體設備：賽騰股份 2018 年通過收購無錫昌鼎，進入半導體封測設備領域。2019 年通過收購日本 Optima，進入晶圓檢測設備領域。無錫昌鼎主要生產測試編帶一體機、全自動組焊線機、自動打標機等半導體封裝測試設備；Optima 拳頭產品包括 RXW-1200、RXM-1200、BMW-1200(R)、AXM-1200 四大類，產品覆蓋邊緣、背面、正面等缺陷檢測，是全球領先的硅片、晶圓外觀缺陷檢測設備龍頭公司。目前產品主要是無圖形晶圓檢測設備，已成功進入 SU

79、MCO、SK、SUMSUNG、協鑫、奕斯偉、中環、金瑞泓、滬硅等國內外龍頭廠商，今年有望在國內晶圓廠有所突破，同時有圖形晶0%10%20%30%40%50%60%051015202530營業收入（億元）同比(%)-40%-20%0%20%40%60%80%0.00.51.01.52.02.53.03.5歸母凈利潤（億元）同比(%)4.1356.74110.62164.9-48.6-96.88-139.24-54.95-200-150-100-50050100150200營收（百萬元）歸母凈利潤（百萬元）051015202530總在手訂單（億元）半導體設備在手訂單（億元）新能源在手訂單（億元）8

80、.78.7，半導體，半導體+新能源新能源 圓檢測設備正在穩步研發中。2022 年半導體設備板塊營收達 3.75 億元、同比增長 73%。圖表圖表46：賽騰股份營收及歸母凈利潤賽騰股份營收及歸母凈利潤 圖表圖表47：賽騰股份半導體設備營收賽騰股份半導體設備營收 來源：公司招股說明書，國金證券研究所 來源：Wind，國金證券研究所 消費電子設備：受益北美大客戶 2023 年新機搭載潛望式攝像頭及 MR 新產品，2023 年有望快速增長。公司將持續受益于北美大客戶三大邊際變化：2023 年新機搭載潛望式攝像頭帶來設備增量需求，MR 新品即將發布帶來的設備增量需求，以及產能向東南亞遷移帶動的設備增量需

81、求。新能源汽車設備：下游新能源車高景氣度且公司充分綁定龍頭客戶。2018 年公司收購菱歐科技（現更名為賽騰菱歐），切入汽車零部件智能裝備行業。主要客戶為日本電產、村田新能源、松下能源等。4 4、睿勵儀器、睿勵儀器：中微公司持股：中微公司持股 3 30 0%，國內最早的量測設備公司，國內最早的量測設備公司 睿勵科學儀器（上海）有限公司成立于 2005 年（中微公司持股 29.36%，是上海睿勵的第一大股東），目前公司擁有的主要產品包括光學薄膜測量設備、光學關鍵尺寸測量設備、缺陷檢測設備。睿勵科學儀器是國內少數進入國際先進制程 12 英寸生產線的量測設備企業之一，是國內唯一進入三星存儲芯片生產線的

82、量測設備企業。目前，睿勵的膜厚測量，缺陷檢測及光學關鍵尺寸測量設備已為國內近 20 家前道半導體晶圓制造客戶所采用，公司光學膜厚測量設備已應用在 65/55/40/28 納米芯片生產線，并正在進行 14nm 工藝驗證；設備支持 64 層 3DNAND 芯片的生產，并正在 96 層 3DNAND 芯片產線上進行工藝驗證。5 5、天準科技：、天準科技：收購收購 MueTecMueTec：檢測量測產品寬度廣，掩膜版等領域：檢測量測產品寬度廣，掩膜版等領域填補填補空白空白 天準科技于 2021 年 5 月以 1819 萬歐元完成收購德國 MueTec 公司 100%股權。MueTec 的主要產品為高精

83、度的光學測量和檢測解決方案，2021 年營業收入僅為 0.4 億元。MueTec深耕檢測量測行業三十余年，重點覆蓋 65nm 及以上制程，具備較寬產品線并為多行業提供產品解決方案。MueTec 的主要產品包括晶圓宏觀缺陷檢測、晶圓微缺陷檢測、掩膜版檢測、紅外線檢測等檢測設備，以及關鍵尺寸量測、套刻精度量測、薄膜膜厚量測、掩膜版量測、紅外線量測等量測設備，其中掩膜版、套刻精度等產品在國內供應中均具備稀缺性。MueTec 主要服務于晶圓制造、先進封裝、光掩模版、MEMS 傳感器、電子元件、OLED、LED 等多個先進制造領域，主要客戶包括英飛凌、恩智浦、臺積電等。0%10%20%30%40%50%60%70%80%05101520253035營業收入（億元）歸母凈利潤（億元）營收同比(%)歸母凈利潤同比(%)0.00.51.01.52.02.53.03.5半導體設備營收入（億元）其中optima營收（億元）