半导体前道量检测设备行业报告：重点产品持续突破，国产替代正在加速

半导体前道量检测设备行业报告：重点产品持续突破，国产替代正在加速评级：推荐(首次覆盖)证券研究报告2024年01月18日专用设备姚健(证券分析师)杜先康(证券分析师)S0350522030001S0350523080003yaoj@ghzq.com.cnduxk01@ghzq.com.cn请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明2沪深300表现表现1M3M12M专用设备-5.5%-4.5%-9.1%沪深300-3.4%-11.3%-22.0%最近一年走势相关报告《半导体设备行业动态研究：半导体零部件国产化加速，关注细分赛道领跑者（推荐）*专用设备*姚健，杜先康》——2023-12-24-23%-16%-10%-3%3%10%2023/01/182023/04/182023/07/172023/10/152024/01/13专用设备沪深300请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明3重点关注公司及盈利预测重点公司代码股票名称2024/01/18EPSPE投资评级股价20222023E2024E20222023E2024E300567.SZ精测电子65.450.981.081.6766.7960.6839.24未评级688361.SH中科飞测-U65.860.050.300.491317.20216.01135.21未评级688012.SH中微公司139.311.902.683.1573.3251.9744.21未评级688003.SH天准科技32.100.781.081.4141.1529.7922.80未评级603283.SH赛腾股份66.661.612.393.0741.4027.8821.69未评级资料来源：Wind资讯，国海证券研究所 未评级公司盈利预测取自wind一致预期请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明4核心提要u半导体量检测设备市场空间广阔Ø半导体行业需求回暖叠加中国大陆晶圆厂持续扩产，国内半导体设备市场长期有望稳健增长。质量控制贯穿晶圆制造全过程，是芯片生产良率的关键保障，先进制程将对工艺控制水平提出更高要求，量检测设备价值量有望倍增。我们测算，2023/2024/2025/2026年全球半导体量检测设备市场空间分别为105/120/138/145亿美元，CAGR达11.5%，中国大陆半导体量检测设备市场空间分别为35/41/48/51亿美元，CAGR达12.8%。 u多系统组合有望成为检测技术方向Ø我们测算，2022年全球光学/电子束/X光检测设备市场份额分别为74.2%/19.7%/2.2%，光学检测速度快、无接触，然而先进节点检测灵敏度有限；电子束检测精度较高，然而速率较慢、设备成本较高；随着芯片材料和结构复杂性持续提升，多系统组合有望成为检测技术方向。u近年量检测设备国产替代正在加速Ø据VLSI Research、QYResearch，2020年全球半导体量检测设备行业CR5达82%，KLA历经多次并购，产品种类齐全，2020年KLA量检测设备全球市占率达51%；ASML将量检测设备与EUV系统配套，电子束检测设备竞争优势显著，据the information network，2022年ASLM电子束检测设备全球市占率达50%。目前量检测设备国产化率较低，本土主要供应商包括上海精测、中科飞测和睿励仪器，2018-2022年三家公司国内市场份额合计0.67%/0.60%/2.11%/2.38%/3.17%，地缘因素影响下，量检测设备国产替代正在加速。u关注本土设备商新品突破及订单进展Ø半导体量检测设备空间广阔，国产替代正在加速，建议关注精测电子、中科飞测、中微公司、赛腾股份、天准科技。1）精测电子：立足面板检测主业，半导体产品持续完善，明场检测设备进展领先；2）中科飞测：聚焦量检测设备近十年，纳米图形晶圆缺陷检测、关键尺寸量测等设备加速研发；3）中微公司：多次增资睿励仪器，量检测收入持续增长；4）赛腾股份：收购日本Optima，布局晶圆检测设备；5）天准科技：加速布局半导体领域，首台明场检测设备已交付客户试用。首次覆盖，给予半导体前道量检测设备行业“推荐”评级。u风险提示：半导体行业景气度复苏不及预期；半导体设备国产替代不及预期；行业竞争加剧风险；市场空间测算偏差风险；重点关注公司业绩不及预期；研究报告使用的公开资料可能存在信息滞后或更新不及时的风险等。请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明5目录p 1、量检测设备是芯片良率的关键保障p 2、国内量检测设备市场有望快速发展p 3、KLA主导全球市场，ASML电子束竞争优势显著p 4、国产替代正在加速，重点产品持续突破请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明61、量检测设备是芯片良率的关键保障请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明7量检测设备是芯片良率的关键保障u 根据不同工序，半导体检测分为前道量检测、后道检测及实验室检测，其中，前道量检测主要应用于晶圆加工环节，目前以厂内产线在线监控为主；后道检测主要应用于晶圆加工后的芯片电性测试及功能性测试，目前主要分为第三方测试和厂内产线在线监控；实验室检测主要针对失效样品进行缺陷定位和故障分析，目前主要分为第三方实验室检测和厂内自建实验室。图表1：半导体检测分类（按工序）图表2：半导体检测对比（按工序）资料来源：胜科纳米招股说明书，国海证券研究所资料来源：胜科纳米招股说明书，国海证券研究所请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明8量检测设备是芯片良率的关键保障u 质量控制贯穿晶圆制造全过程，是芯片生产良率的关键保障。Ø按Kaempf标准，晶圆缺陷可分为随机缺陷和系统缺陷，其中，随机缺陷主要由附着在晶圆表面的颗粒引起，其分布位置具有一定随机性；系统缺陷主要来自光刻掩膜和曝光工艺中的系统误差，一般出现在具有亚分辨率结构特征的区域，通常位于一片晶圆上不同芯片区域的同一位置。Ø按缺陷表征，晶圆缺陷可分为形貌缺陷、污染物和晶体缺陷，其中，形貌缺陷包括微小粗糙面、凹坑，污染物缺陷包括分子层面的有机层和无机层等污染物、原子层面的离子、重金属缺陷等，晶体缺陷包括硅原子失位/错位、非硅原子掺杂等。资料来源：《The Binomial Test: A Simple Tool to Identify Process Problems》Ulrich Kaempf，国海证券研究所资料来源：《基于明暗场成像的多扫描方式图案化晶圆检测技术研究》陈世炜，国海证券研究所图表3：晶圆缺陷分类（按Kaempf标准）图表4：晶圆缺陷分类（按缺陷表征）请务必阅读报告附注中的风险提示和免责声明9量检测设备是芯片良率的关键保障u 前道量检测设备具有两大类功能，一是确保IC产线量产良率，二是定量监控生产设备，为设备验收、维保提供依据。前道量检测设备可按基本功能、技术手段和缺陷类型等方式进行分类，本文将重点对比光学/电子束、明场/暗场、有图形/无图形等三类设备。图表5：质量控制贯穿集成电路制造全过程图表6：部分量检测设备对应工艺环节资料来源：《图解入门 半导体制造工艺基础精讲（原书第4版）》佐藤淳一（王忆文等译），国海证券研究所资料来源：《半导体制造技术》夸克等，国海证券研究所注：扩散区工艺包括氧化、沉积、扩散、退火