2023年中科飞测研究报告 深耕质量控制近十载

1、中科飞测：国内半导体量测设备巨头

1.1、深耕质量控制近十载，覆盖检测/量测两大类设备

中科飞测是一家国内领先的高端半导体质量控制设备公司，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。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、薄膜膜厚量测设备系列等 产品，已应用于国内 28nm 及以上制程的集成电路制造产线。

检测设备的主要功能系检测晶圆表面或电路结构中是否出现异质情况，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。 量测设备的主要功能系对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出量化描述，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。在精密加工领域，量测设 备主要功能是精密结构件的三维尺寸量测。

1.2、股权结构稳定/华为哈勃投资，管理层技术背景深厚

苏州翌流明为公司控股股东，CHEN LU（陈鲁）、哈承姝夫妇为公司实际控制人。截至 招股说明书签署日，苏州翌流明直接持有公司 15.75%的股份，通过小纳光间接控制公司 7.86% 的股份，合计控制公司股份总数的 23.61%，为公司控股股东。CHEN LU（陈鲁）、哈承姝夫 妇合计持有苏州翌流明 100%股份；苏州翌流明为小纳光执行事务合伙人，CHEN LU（陈鲁）、 哈承姝夫妇通过苏州翌流明对小纳光享有控制权；同时，哈承姝直接持有公司 6.93%股份。哈勃投资作为华为旗下的投资公司，因看好公司的发展和上市前景，在 2020 年 9 月投 资入股，持股比例为 3.30%。哈勃投资持股对公司意义重大，公司未来或有机会进入华为半 导体产业链，成为华为半导体产业布局的关键一环，享有较大发展前景。

1.3、收入规模持续提升，检测设备占比超七成

营业收入快速增长，盈利能力有所改善。经营数据显示，2018-2022 年间，随着公司规 模的不断扩大，公司营业收入显著增强，盈利能力也有较大改善，2022 年公司营收再创新 高达 5.09 亿元，同比增长 51.76%。盈利方面，公司 2021 年归母净利润达 0.53 亿元，达历 史最高。2022 年度受部分重点研发项目投入相对较大以及现阶段公司营业收入规模相对较 小，规模效应尚未充分体现等主要因素的综合影响，2022 年公司归母净利润为 0.12 亿，同 比减少 78.02%。公司检测和量测设备销售收入均呈快速增长，其中检测设备增长尤为突出，收入占比逐 年提升。从业务类型上看，检测设备贡献了公司大部分营收，占比在 2022 年达到了 75.53%， 主要受益于设备认可度上升和销售价格的上涨。

毛利率水平不断上升，主要系产品结构变动、规模经济效应等综合影响所致。2019-2021 年，公司综合毛利率从 33.90%增加到了 48.96%。在 2021 年公司综合毛利率高于可比公司 平均值（42.18%），且依旧保持稳步上升趋势。报告期内，公司毛利主要来源于主营业务收 入，占整体毛利的比例分别为 99.22%、99.86%、99.58%和 97.98%。

管理费用率相对较高，期间费用率随规模扩大有所摊薄。随着公司业务收入快速增长， 2020 年度和 2021 年度，可比公司的平均销售费用率分别为 10.84%/9.02%，公司的销售费用 率则为 7.78%/8.78%；可比公司的平均管理费用率分别为 9.75%/7.27%，公司的管理费用率 则为 10.68%/11.01%。公司销售费用率、管理费用率与同行业可比公司基本相当，不存在重 大差异。公司 2022 年 1-6 月销售费用率高，主要系当期公司收入规模较小以及销售人员数 量增长较快等因素综合影响所致。2022 年 1-6 月管理费用率高则主要系当期公司收入规模 较小以及管理人员数量增长较快等因素综合影响所致。报告期内，公司财务费用波动较大， 主要系受各年度公司借款规模变化导致的利息费用波动、汇率变动导致的汇兑收益的波动和 执行新租赁准则等综合影响所致。

2、量测检测设备：市场空间广/国产化率低，国内企业多点开花

市场规模高速增长：近年来，全球半导体产业产能扩张仍在继续，对半导体设备的需求 稳定增 长，全球半导体设备销售的增速明显。根据 SEMI 的统计，2021 年全球半导体 设备 销售额为 1,026 亿美元，同比增长 44.1%。下游需求带动半导体设备市场整体发展，全球性 的产业转移使得半导体设备市场呈现显著的区域性差异。 地区分布：在经历了美国至日本，日本至韩国和中国台湾的两次产业转移后，目前全球 半导体产业正向中国大陆加速转移。根据 SEMI 的统计，2021 年中国大陆地区半导体设备 销售额为 296.0 亿美元，同比增长 58.1%，位列第一，中国大陆半导体设备连续两年占比全 球第一，市场占有率快速扩张。

寡头垄断格局形成：以应用材料、阿斯麦、拉姆研究、东京电子、科磊半导体等为代表 的国际知名半导体设备企业占据了全球市场的主要份额。根据 VLSI Research 的统计，2020 年全球前十大半导体设备厂商均为境外企业，市场份额合计高达 76.6%。 中国连续两年成为全球第一大半导体设备市场，但中国半导体设备行业整体国产化率 的提升还处于起步阶段，目前国内半导体生产厂商所使用的半导体设备仍主要依赖进口。国 内半导体行业设备国产化需求强烈。

2.1、量测设备保证芯片生产良品率，市场空间广阔

质量控制设备为集成电路生产过程中的核心设备之一，是保证芯片生产良品率的关键。 集成电路制造过程的步骤繁多，工艺极其复杂，仅在集成电路前道制程中就有数百道工序。 随着集成电路工艺节点的提高，制造工艺的步骤将不断增加，工艺中产生的致命缺陷数量也 会随之增加，当工序超过 500 道时，只有保证每一道工序的良品率都超过 99.99%，最终的 良品率方可超过 95%；当单道工序的良品率下降至 99.98%时，最终的总良品率会下降至约 90%，因此每一道工序的良品率都要保持在几乎“零缺陷”的极高水平才能保证最终芯片的良 品率。

从技术原理上看，检测和量测包括光学检测技术、电子束检测技术和 X 光量测技术等。 目前，在所有半导体检测和量测设备中，应用光学检测技术的设备占多数，公司所研发、生 产的检测和量测设备主要基于光学检测技术。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%。

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，行业内进行了许多技术改进，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仿真在检测和量测领域的应用等。质量控制设备的重要性也使得半导体检测与量测市场蓬勃发展。根据 VLSI Research 和 QY Research 的报告，2016-2020 年间，全球检测和量测设备市场规模从 47.6 亿美元扩张到 了 76.5 亿美元。

在细分市场中检测设备市场占比高。根据 VLSI Research 和 QY Research 的报告，2020 年，检测设备占比为 62.6%，包括无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、掩膜 检测设备等；量测设备占比为 33.5%，包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备（晶圆介 质薄膜量测设备）、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜量测设备等。细分设备市场：2020 年全球前道量测设备销售总额为 76.5 亿美元，其中检测设备占比 为 62.6%，量测设备占比为 33.5%。根据产品类型，检测设备可细分为无图形晶圆缺陷检测 设备、图形晶圆缺陷检测设备、掩膜检测设备等；量测设备可细分为三维形貌量测设备、薄 膜膜厚量测设备（晶圆介质薄膜量测设备）、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜 量测设备等。其中纳米图形晶圆缺陷检测设备投资额最高，占量测市场近四分之一的比重。

中国大陆的半导体检测与量测设备的市场处于高速发展期。根据 VLSI Research 的统计， 2016 年至 2020 年，中国大陆半导体检测与量测设备市场规模呈现快速增长，2016 年至 2020 年中国大陆半导体检测与量测设备市场规模的年均复合增长率为 31.6%，其中 2020 年中国 大陆半导体检测与量测设备的市场规模为 21.0 亿美元，同比增长 24.3%。尤其是在 2019 年 全球半导体检测和量测设备市场较 2018 年缩减了近 3.8%的背景下，中国大陆地区半导体检 测和量测设备市场 2019 年仍然实现了 35.2%的同比增长，超过中国台湾市场成为全球最大 的半导体检测与量测设备市场，占比为 26.5%；2020 年中国大陆半导体检测和量测设备市场 规模占全球半导体检测和量测设备市场比例进一步提升至 27.4%，五年 CAGR 31.6%，再次 成为全球最大的检测与量测设备市场。

中国大陆逐渐成为全球主要检测与量测设备市场。2016 -2020 年,中国大陆半导体检测 与量测设备市场规模呈现快速增长，并与 2019 年超越中国台湾成为全球最大的半导体检测 与量测设备需求地，2020 年进一步将此比例提升至 27.4%。2016-2020 年，全球半导体检测 与量测设备市场 CAGR 为 12.6%，而中国大陆的 CAGR 为 31.6%，远高于全球。

2.2、竞争格局：科磊（KLA）一家独大，呈寡头垄断之势

全球视角：科磊、应用材料、日立稳居前三，合计市场份额超 70%。当前全球半导体 检测与量测设备市场呈现相对集中的格局，份额前五被美国和日本厂商包揽，科磊半导体、 应用材料、日立位居前三，2020 年，科磊以营收 38.9 亿美元绝对优势占据 50.8%的全球市 场份额。国内量测设备国产化率较低，进口依赖度较高，科磊占据过半市场份额。VLSI Research 数据显示，国内检测与量测设备市场仍由海外几家龙头厂商占据主导地位，其中科磊半导体 在中国市场的占比仍然最高，2020 年达 54.8%，近 5 年 CAGR 超过 35.7%，远高于其在全 球 13.2%的复合增速。

2.3、国内厂商：国产化燃起星星之火，产品覆盖面持续扩大

公司国内同业主要为上海睿励和上海精测。依据 VLSI Research 的报告可知，公司及国 内主要竞争对手占中国大陆半导体检测和量测设备市场的份额整体较小，但呈现快速增长趋 势。其中，公司市场占有率增长较为显著，主要原因为公司收入增速远超市场规模增速。国内公司市场整体占比较小，现处于高速发展阶段。中科飞测招股说明书披露，2021 年 中科飞测、上海睿励和上海精测三家国产检测与量测公司合计营收 5.13 亿元，相较于超过 21 亿美元的国内市场空间而言占比较小，粗略估算三家合计国内市占率不足 4%。从营收绝 对值及增速来看，国产厂商由于基数较小，同比增长迅速，2018-2020 年中科飞测营收从 0.3 亿元增至 2.38 亿元，CAGR 达到 182.12%，远高于行业速度。

国内企业产品覆盖面持续扩大。根据各企业官网及公开披露信息，上海睿励自主研发的 12 英寸光学测量设备 TFX3000 系列产品，正在 14 纳米芯片生产线进行验证，尚未披露设 备完成验收信息；上海精测推出的首款半导体电子束检测设备正在进行 1Xnm 验证，尚未披 露设备完成验收信息。中科飞测已有多台设备在 28nm 产线通过验收，另有对应 1Xnm 产线 的 SPRUCE-900 型号设备正在研发中，对应 2Xnm 以下产线的 DRAGONBLOOD-600 型号 设备正在产线进行验证，并已取得两家客户的订单。

3、核心技术领跑国内，拓品类/扩产能持续成长

3.1、始终坚持自主研发，核心技术优势凸显

技术储备丰富，核心技术人员研发能力强。目前公司核心技术人员为 CHEN LU（陈鲁）、黄有为、杨乐三位。截至 2022 年 6 月 30 日，公司拥有研发人员 298 人，占公司总员工人数的 44.08%。公司与核心技术人员均签订了保密和竞业限制 等协议，并授予了核心技术人员股权激励以调动其研发工作的积极性。已形成了 一支涵盖光学、算法、软件、机械、电气、自动化控制等多学科、多领域的专业 人才队伍。

公司具有较强的科研实力，先后承担了多项国家科技重大专项及其他重大科研项目。在 “无图形晶圆缺陷光学在线检测设备研发与产业化”课题执行过程中，公司形成了深紫外成像 扫描技术，已应用于生产中，并在报告期内确认主营业务收入 1.55 亿元。在“图形晶圆缺陷 光学在线检测前瞻性研究”课题执行过程中，公司形成了纳米图形晶圆缺陷检测设备的理论 基础研究。公司主要核心技术来源于自主研发，相关技术在产品应用过程中不断升级和积累。公司 核心技术权属清晰，不存在技术侵权纠纷或潜在纠纷。技术水平均处于国内领先地位，具有 巨大的竞争优势。

公司 9 项核心技术覆盖了光学检测技术、大数据检测算法和自动化控制软件等技术领 域。依托于公司掌握的核心技术，公司在半导体质量控制设备灵敏度/重复性精度、吞吐量、 功能性等关键的性能指标上实现了持续提高和突破，使得公司产品整体上可以与国际竞品相 媲美，满足了客户持续提升产品良率和降低客户成本等方面的需求。公司设备在灵敏度/重 复性精度、吞吐量、功能性等指标维度上的技术创新与突破主要体现在以下方面：

灵敏度：公司实现了无图形晶圆缺陷检测设备系列最小灵敏度 23nm 缺陷尺度的检 测，图形晶圆缺陷检测设备系列最小灵敏度 0.5μm 缺陷尺度的检测，三维形貌量 测设备系列和薄膜膜厚量测设备系列重复性精度的显著提高，分别达到 0.1nm 和 0.003nm。公司技术实现了晶圆表面的纳米量级微小凹坑深度等不同重要尺度的高 精度测量。吞吐量：无图形晶圆缺陷检测设备系列实现了灵敏度 102nm 下 100wph 的吞吐量、 灵敏度 26nm 下 25wph 的吞吐量；图形晶圆缺陷检测设备系列实现了灵敏度 3μm 下 80wph 的吞吐量。公司技术实现了设备高灵敏度下的高吞吐量。功能性：实现了对晶圆正面、背面和边缘的缺陷分布检测，能够满足客户对晶圆全 维度的缺陷检测，可以在制程工艺的早期就及时发现 3DNAND 多层 Bonding 工艺 （边缘）和 CMP 工艺（背面）中的缺陷，从而提高晶圆制造的良率。

半导体检测与量测设备市场部分客户招投标结果在一定程度上可以反映公司领先优势 和市场占有率情况。2021 年度国内主流厂商公开招标前道检测/量测设备 185 台，其中中科 飞测中标设备 14 台，国内主要竞争对手中标设备 1 台，公司处于国内同行业企业领先地位。

公司凭借多年的技术积累，产品不断获得市场认可，业务规模持续扩大，在本土企业中 市场占有率相对较高，具有相对竞争优势。 在集成电路领域，公司自主研发、生产的检测和量测设备已在国内主要集成电路制造厂 商获得验证并取得批量订单，在国内市场上打破了国外厂商的垄断。以具有代表性的检测和 量测设备为例，从公开资料对比，其与国际龙头企业同类型设备的技术对比可知： 无图形晶圆缺陷检测设备系列：公司设备灵敏度和吞吐量可以满足不同客户需求， 公司设备与国际竞品整体性能相当，已在中芯国际等知名晶圆制造厂商的产线上实 现无差别应用。

图形晶圆缺陷检测设备系列：公司该型号设备主要应用于先进封装环节的晶圆出货 检测，最小灵敏度可达到 0.5μm，在灵敏度为 3μm 时的吞吐量为 80wph。公司设备与国际竞品整体性能相当，已在长电先进、华天科技等知名先进封装厂商的产线上实 现无差别应用。三维形貌量测设备系列：公司该型号设备的重复性精度达到 0.1nm，能够支持 2Xnm 及以上制程工艺中的三维形貌测量。公司设备与国际竞品整体性能相当，已在长江存 储等知名晶圆制造厂商的产线上实现无差别应用。

从技术实力对比来看，飞测产品总体性能和关键性能参数与竞品相当。半导体设备领域 存在较高的技术、资金及产业协同等壁垒。与国外企业相比，本土企业进入该领域时间较晚， 整体实力和规模与国外竞争对手存在较大差距。然而，经过多年来的不懈追赶，本土企业技 术水平迅速提高，国产化设备在部分领域实现了从无到有的突破，相关产品亦得到下游客户 的积极认可。

3.2、单一客户依赖度低，订单充足带来成长确定性

拥有较高市场认可度，客户涵盖下游行业头部厂商。公司的主要客户包括中芯国际、长 江存储、士兰集科、长电科技、华天科技、通富微电等知名高科技企业，具有较高的市场认 可度。客户分散，对单一客户依赖度较低。2020-2022 年，公司向前五大客户合计销售金额占 当期销售总额的比例分别为 51.21%、44.32%及 33.27%。公司不存在向单个客户的销售比例 超过公司当年销售总额的 50%或严重依赖于少数客户的情形。存货/合同负债/在手订单充沛，预示未来成长确定性。2022 年中公司存货账面余额 8.29 亿元，较 2021 年末增长 54.97%，存货持续攀升。2022 年中公司合同负债为 3.01 亿元，较 2021 年末增长 93.46%，同时在手订单充沛，公司快速成长能见度高。

3.3、募投聚焦核心业务，助力产能提升/品类拓宽

IPO 项目着力于高端半导体控制设备产业化项目和研发中心升级建设项目。 1 高端半导体质量控制设备产业化项目将通过新建现代化的洁净生产车间，购置先进 的软硬件设备，引入行业专业人才，建设高端半导体质量控制设备产业化基地。项目的实施， 将大幅扩大公司检测和量测设备的产能，充分满足下游客户市场需求，同时逐步实现新产品 的产业化生产，以满足下游客户对新产品的需求，从而提高公司产品的国内市场占有率，促 进公司主营业务的持续增长。高端半导体质量控制设备的产业化将有效扩大公司产能，进一 步提升公司整体技术研发效率和新产品产业化能力，稳定快速的满足市场需求，从而抓住国 内半导体产业高速发展的市场机遇。

2 研发中心升级建设项目的建设内容为对深圳研发中心场地的改造升级，通过购置先 进的研发、测试设备，引进优秀技术人才，实现公司现有研发平台的优化升级。项目建成后， 以更为先进的研发中心为平台，匹配更加强大的研发团队，公司可进一步提升自主创新能力， 完善现有基础技术体系。公司将重点针对无图形晶圆缺陷检测设备、纳米图形晶圆缺陷检测 设备等相关方向展开深入研发，掌握集成电路质量控制领域中的关键技术，进一步提升公司 的市场地位，提高公司产品在相关领域内的竞争力。募投项目达产后，公司预计新增收入 6.42 亿元，新增净利润 1.18 亿元。其中高端半导 体质量控制设备产业化项目预计可使公司新增收入 6.42 亿元，新增净利润 1.18 亿元，毛利 率可达 43.63%，与最近一年财务数据比例较为相近。

4、盈利预测

主营业务收入假设： 检测设备： 2019-2022H1 公司 销 售 检测 设备 14/69/45/23 台，平 均销 售 单 价为 238.7/318.1/408.0/402.9 万元，假设疫情放开后国内经济形势好转，国产晶圆厂商出于供应链 安全等考虑选用国产设备意愿提升，公司产品验证及导入速度加快；此外，随着公司扩产产 线逐步建成投产，供应能力逐步提升。因此我们假设 2023-2025 年公司检测设备产品销量依 次为 120 台/140 台/160 台，随着公司高性能产品及新产品投入市场，整体产品结构改善，平 均销售单价逐渐提升，假设依次为 4.35/4.90/5.30 百万元/台，由此计算得检测设备部分营业 收入为 522/686.0/848.0 百万元。

量测设备： 2019-2022H1 公司 销 售 检测 设备 18/52/43/18 台，平 均销 售 单 价为 123.5/156.8/218.5/148.4 万元，我们假设疫情放开后国内经济活力复苏，中美贸易摩擦不再加 剧。国内芯片生产商出于半导体自主可控考虑，采购国产化设备趋势增强，对公司量测设备 产品验证导入加快，此外公司高端产品放量提升量测设备平均单价。因此我们假设 2023-2025 年公司量测设备产品销量依次为 59 台/78 台/98 台，平均销售单价依次为 3.5/4.0/4.55 百万元 /台，由此计算得检测设备部分营业收入为 206.5/312.0/445.0 百万元。

假设国内半导体需求复苏，国内晶圆厂扩产进度正常。当前全球半导体处于下行周期， 消费电子等赛道需求疲软，但国内晶圆厂商逆周期投资扩产仍在按计划落地，我们假设全球 半导体需求景气度在 2023 年下半年至 2024 年上半年开始反转提升，以及国内晶圆厂商扩 产进度正常，对国产设备采购力度增加。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）