半导体量测检测设备行业研究：国产化短板，替代潜力巨大.pdf

半导体量测检测设备行业研究：国产化短板，替代潜力巨大。过程控制：半导体晶圆制造过程中不同工艺之后，需要进行尺寸测量、缺陷 检测等，用于工艺控制、良率管理，要求快速、准确。过程控制设备主要包 括测量类设备（Metrology）和缺陷（含颗粒）检查类设备（Inspection）。 量测包括套刻对准的偏差测量、薄膜材料的厚度测量、晶圆在光刻胶曝光显 影后、刻蚀后和 CMP 工艺后的关键尺寸（CD）测量、其他如晶圆厚度，弯曲 翘曲（Bow/Warp），1D/2D 应力 stress，晶圆形貌等。检测主要包括无图形 缺陷检测、有图像缺陷检测、掩模版缺陷检测、缺陷复检。量测检测主要作 用就是生产出符合关键物理参数的芯片以及优化工艺，提升良率。

过程控制全球半导体设备总市场占比约 10.5%，持续有升级需求。2021 年 全球过程控制设备市场空间约 104 亿美元，其中光刻相关（套刻误差量测、 掩膜板测量及检测等）相关需求约 28 亿美元、膜厚测量需求约 17 亿美元、 缺陷检测需求约 58 亿美元。过程控制市场中在全球半导体设备总市场（包 括晶圆制造和封装测试设备）占比约 10.5%，相对稳定，随着制程微缩、3D 堆叠推进，晶圆制造对于量测、检测需求不断增加，精度要求也不断提高， 过程控制设备持续有升级需求。

全球过程控制市场主要由海外龙头 KLA 主导。过程控制市场特点在于设备 品类多，分产品市场较为分散。目前全球过程控制主要赛道由海外厂商主导 并垄断，KLA 通过多年来外延内生，产品系列超过 14 大类，在多个细分领 域具有明显优势，公司 2023 财年营收 104.96 亿美金，同比增长 13.9%，综 合毛利率 60%，在中国大陆量测检测市占率超过 50%，此外 AMAT、ASML、 Nova、Hitachi 亦占据市场重要地位，2021 年全球 CR5 85.8%。

精测电子全面布局膜厚及 OCD 检测、SEM 检测等技术方向。在膜厚方面，上 海精测已经推出了膜厚检测设备、OCD 检测设备等多款半导体测量设备。技 术演进路径从膜厚检测的 EFILM 200UF 到 EFILM 300IM，再到 EFILM 300SS/DS，再到 OCD 测量的 EPROFILE 300FD，功能更加丰富，精密度逐渐 提高。在电子光学 SEM 检测方向，公司已于 2020 年底交付首台电子束检测 设备、2021 年交付首台 OCD 设备。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。截至 2023 年中报披露日，精测电子半导体领域在手订单约 13.65 亿元。

中科飞测量测检测营收体量国内领先，产品线持续丰富。公司目前产品主 要包括无图形晶圆缺陷检测设备系列、图形晶圆缺陷检测设备系列、三维形 貌量测设备系列。检测设备代表客户包括中芯国际、士兰集科、长电科技、 华天科技等，量测设备主要客户有长江存储、长电科技、华天科技、蓝思科 技等。2022 年公司检测设备共销售 82 台，量测设备销售 56 台。 睿励科学成立于 2005 年，专注于半导体量测检测设备。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。2021 年 4 月，睿励首台自主研发 的高精度光学缺陷检测设备（WSD200）装箱出货。2021 年 6 月，公司自主 研发的第三代光学膜厚测量设备 TFX4000i 交付设备。