2023年中科飞测研究报告：产品线持续丰富完善，引领半导体量检测设备进口替代

1. 引领量/检测设备进口替代，收入规模持续快速增长

1.1. 引领量/检测设备进口替代，产品供货主流半导体客户

中科飞测成立于 2014 年，是国内领先的高端半导体质量控制设备公司，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。成立 3 年后，公司无图形晶圆 缺陷检测设备、三维形貌量测设备分别通过中芯国际、长电科技产线验证；2018 和 2020 年图形晶圆缺陷检测、薄膜膜厚量测设备分别通过客户验证，产品丰富进一步完善，引 领量/检测设备进口替代，相关产品已应用于国内 28nm 及以上制程的集成电路产线。 在产品技术突破的同时，公司企业品牌也在持续提升。2020 年公司获评中芯天津 “最佳供应商”称号，2020 年和 2021 年三维形貌量测设备和无图形晶圆缺陷检测设备 又获得中国集成电路创新联盟颁发的“IC 创新奖”技术创新奖。2023 年公司登陆资本 市场，开启新的发展篇章。

CHEN LU（陈鲁）、哈承姝夫妇为公司实际控制人，背靠中科院微电子所。截至 2023 年 5 月 19 日，CHEN LU（陈鲁）、哈承姝夫妇通过苏州翌流明持有公司 11.81%股份。 此外，哈承姝直接持有公司 5.20%股份，小纳光持股比例约为 5.89%。 我们注意到中科院微电子所直接持有公司 3.63%股份，包括董事长 CHEN LU（陈 鲁）在内核心技术骨干均来自中科院微电子所。作为我国微电子科学技术与集成电路领 域的重要研发机构，中科院微电子所人才技术水平储备雄厚，背靠中科院微电子所使得公司人才技术资源优势明显。

公司主营产品包含检测设备和量测设备两大品类，主要包括无图形晶圆缺陷检测设 备、图形晶圆缺陷检测设备、三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备等系列产品。

1）检测设备： ①无图形晶圆缺陷检测设备：实现无图形晶圆表面的缺陷计数，识别缺陷的类型和 空间分布，主要包括 SPRUCE-600 和 SPRUCE-800 两种型号，已成功进入中芯国际等 知名晶圆制造厂商产线，对应 1Xnm 产线的 SPRUCE-900 型号设备正在研发中。 ②图形晶圆缺陷检测设备：主要应用于晶圆表面亚微米量级的二维、三维图形缺陷 检测，主要包括 BIRCH-60 和 BIRCH-100 两种型号，已在长电先进、华天科技等先进封 装厂商产线上实现无差别应用，并成功进入前道市场。

2）量测设备： ①公司三维形貌量测设备：主要应用于晶圆上的纳米级三维形貌测量、双/多层薄膜 厚度测量、关键尺寸和偏移量测量，主要包括 CYPRESS-T910 和 CYPRESS-U950 两种 型号，其中 CYPRESS-U950 重复性精度达 0.1nm，能够支持 2Xnm 及以上制程工艺，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。 ②薄膜膜厚量测设备：主要应用于晶圆上纳米级的单/多层膜的膜厚测量，LATI-900 重复性精度达 0.003 nm，已通过士兰集科产线验证。 ③3D 曲面玻璃量测设备：主要应用于 3D 曲面玻璃等构件的轮廓、弧高、厚度、 尺寸测量，已通过蓝思科技验证。

检测设备占营收比重超过 70%，其中无图形晶圆缺陷检测设备是主要构成部分。 1）分业务看，检测设备已成公司主要收入来源，2018-2022 年收入占比分别为 42.33%、 59.70%、65.61%、73.56%和 75.53%，快速提升。2）就具体产品来看，无图形晶圆检测 设备为公司主要营收构成，2018 年收入占比 25.51%，2022 年提升至 50.76%，2022 年 图形晶圆缺陷检测占营收比重为 25.83%。3）若按照应用领域划分，2019-2021 年公司在 前道领域收入占比分别为 54.48%、57.79%和 64.83%，持续快速提升。

公司量/检测设备已供货国内半导体产业各细分环节龙头，客户群体持续扩张。1） 公司客户涵盖前道制程、先进封装、设备、材料等多个环节：①前道制程客户：包括中 芯国际、长江存储、福建晋华、青岛芯恩、广州粤芯等；②先进封装客户：包含长电科 技、华天科技、通富微电等；③硅片厂（材料）客户：包含中环、上海新昇、金瑞泓等。 2）从收入占比来看，2018-2022年公司前五大客户营收占比分别为 97.43%、72.72%、 51.21%、44.32%、33.27%，客户集中度逐渐降低，主要系客户群体持续扩张，中芯国 际、长江存储等头部晶圆厂常年位列公司前五大客户，彰显出公司产品的市场竞争力。

1.2. 背靠中科院微电子所具备得天优势，掌握多项量/检测核心技术

公司核心技术人员曾就职于中科院微电子所，奠定了公司雄厚的技术和人才基础。 公司核心技术 CHEN LU（陈鲁）、黄有为、杨乐均曾就职于中科院微电子所，董事长 CHEN LU（陈鲁）曾任微电子所研究员、博士生导师，首席科学家黄有为、杨乐曾任助 理研究员。此外，王天民、张朝前等研发项目负责人也曾在微电子所担任助理研究员及 高级工程师等职务。公司与中科院微电子所不仅在人员上多有往来，双方同时还有多个 合作研发&共同申报的科研课题项目，始终保持密切的合作关系。我们认为在中科院微 电子所产学研资源加持下，有利于公司在量/检测领域保持技术领先性。

公司高度重视研发团队建设，形成一支素质过硬的研发团队。①半导体设备作为典 型的技术密集型行业，人才队伍建设至关重要，2019 年公司研发人员 96 人，2022 年提 升至 324 人，占员工总数 43%。②为建立长效激励机制，吸引和留住优秀人才，公司设 立小纳光作为员工持股平台。截至 2023 年 5 月 19 日，小纳光持有公司 5.89%股份。

研发投入强度持续加大，研发费用率高于本土半导体设备同行。2018 年公司研发费 用 0.35 亿元，2022 年达到 2.06 亿元，期间 CAGR 高达 55.64%，呈现快速增长态势。 2022 年公司研发费用率为 40.40%，较 2021 年提升 14.04pct，在收入规模持续扩张背景 下，研发费用率仍大幅提升，高于同期北方华创、中微公司、拓荆科技、精测电子、芯 源微、盛美上海等本土同行，研发投入力度可见一斑。我们认为高强度的研发投入有助 于公司持续实现技术突破，不断缩小与国外先进水平的差距。

公司已掌握多项光学、算法核心技术，相关技术水平国内领先。半导体半量/检测设 备的主要技术壁垒在于光学检测技术、大数据检测算法以及自动化控制软件等。公司依 靠自主研发，已掌握 9 项相关核心技术，公司产品在设备灵敏度/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，可以与国际竞品相媲美。

1.3. 收入规模持续快速增长，高研发投入短期压制盈利水平

受益量/检测设备快速放量，公司收入规模快速增长。1）2018 年公司营业收入仅为 2985 万元，2022 年达到 5.09 亿元，期间 CAGR 高达 103%，2023Q1 实现营业收入 1.62 亿元，同比+255%。2）分产品来看，2022 年无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶圆缺陷 检测设备分别实现收入 2.55 亿元、1.30 亿元，2018-2022 年 CAGR 分别达到 142%和 123%，高于营收端增速，是驱动公司收入快速增长的主要驱动力。一方面，量测设备通 过下游厂商验证后销售快速放量；另一方面，公司无图形晶圆缺陷检测设备迭代升级， 同时图形晶圆缺陷检测设备进入前道领域，两类设备平均单价持续提升。

在利润端，由于高研发投入影响盈利表现，公司扣非净利率有所承压，2023Q1 已 明显改善。与收入规模持续高增形成对比的是，高研发投入下，公司利润端波动较大。 2018-2023Q1 公司归母净利润分别为-0.56 亿元、-0.97 亿元、0.40 亿元、0.53 亿元、0.12 亿元和 0.31 亿元，其中 2022 年同比-78.02%，2023Q1 同比+258.93%。扣非销售净利率 可以表征半导体设备企业真实盈利情况，2018-2023Q1 公司扣非销售净利率分别为194.45%，-129.30%，-0.56%，0.97%，-17.25%和-0.49%，其中 2022 年真实盈利水平 大幅下降，2023Q1 有所回升，下面我们将从毛利率和费用率两方面作进一步分析。

1）毛利端：2018-2023Q1 公司销售毛利率分别为 23.67%、33.90%、41.12%、48.96%、 48.67%、55.26%，整体呈现上升趋势，2021-2023Q1 公司整体毛利率甚至高于行业平均 水平，表现较为出色，毛利率持续改善主要系高毛利率的检测设备营收占比持续上升、 且自身毛利率不断优化，受益于规模效应以及产品结构升级优化。 2）费用端：2018-2020 年公司期间费用率分别为 257.61%，245.48%和 37.68%，呈 显著下降趋势，主要受益于规模效应。2021-2023Q1 公司期间费用率分别为 45.18%、 62.67%和 53.26%，有一定提升，主要系研发投入大幅提升，进而影响净利率表现。

在手订单同比大幅提升，公司收入端将持续快速增长。截至 2022 年末，公司存货 和合同负债分别达 8.61 亿元和 4.85 亿元，分别同比增长 60%和 212%，其中存货中发出 商品占比达 48%，达到 4.14 亿元，接近公司 2022 年营收体量。截至 2023Q1 末，公司 存货和合同负债分别为 9.19 亿元和 5.45 亿元，分别较 2022 年末增长 7%和 12%。合同 负债对在手订单有较强表征意义，在充足的发出商品及高速增长的在手订单支撑下，我 们判断公司营收端有望延续快速增长势头。

2. 前道设备弹性最大环节之一，迎国产替代最佳机遇

2.1. 量/检测设备国内市场规模超过 200 亿元，KLA 市场份额超过 50%

2.1.1. 量/检测设备细分种类众多，国内市场规模超过 200 亿元

量/检测是半导体制造重要的质量检查工艺，涉及膜厚、折射率、膜应力等参数测 量，以及各类表面缺陷检测等，广泛应用于薄膜沉积、光刻、刻蚀、离子注入、CMP 等 环节的工艺控制，对硅片厂/晶圆厂保障产品良率、产品一致性、降低成本等至关重要。

根据应用场景的不同，量/检测设备主要分为量测、检测两大类，检测设备占比高达 63%。1）检测设备：主要用于检测晶圆结构中是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划 伤、开短路等特征性结构缺陷；2）量测设备：指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、表面形貌等物理参数的测量。

按照技术原理划分，量/检测设备可分为光学、电子束、X 光三大类，其中光学占比 高达 75%。1）光学：对晶圆破坏性小，同时具备批量、快速检测的优点，广泛应用于 晶圆表面杂质颗粒、图案缺陷等检测，以及膜厚、关键尺寸、套刻精度、表面形貌等测 量；2）电子束：精度高于光学技术，但是速度较慢，适用于部分核心工艺的抽检；3） X 光：穿透力强、无损探测，适用于超薄薄膜测量、特定金属成分检测等少数特殊场景。

量/检测设备在半导体制造设备中价值量占比达 11%，各类图形缺陷检测设备是最 大细分赛道。1）量/检测设备在半导体设备中价值量占比较高，仅次于三大核心设备（薄 膜沉积、光刻和刻蚀），排名第四，占比达到 11%，明显高于清洗、涂胶显影、CMP 等 环节。2）细分设备类别来看，2020 年各类缺陷检测类设备占据量/检测设备过半市场份 额，其中纳米图形晶圆缺陷检测设备、掩模版缺陷检测设备、无图形缺陷检测设备、图 形缺陷检测设备价值量占比分别达到 24.7%、11.3%、9.7%和 6.3%。此外，关键尺寸量 测设备（OCD）也是前道量/检测设备重要组成部分，2020 年价值量占比达到 10.2%。

2023 年中国大陆半导体量/检测设备市场规模达到 222 亿元，2024 年有望达到 270 亿元，重回快速增长通道。对于公司已布局的无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷 检测设备、三维形貌量测设备、晶圆介质及金属薄膜量测设备，2024 年本土市场规模分 别达到 26、17、2 和 9 亿元。此外，公司纳米图形晶圆缺陷检测设备和关键尺寸量测设 备正处于设计阶段，2024 年本土市场规模分别有望达到 67 和 27 亿元。

2.1.2. KLA 全球市场份额超过 50%，量/检测设备盈利水平极为出色

全球前道晶圆量/检测设备市场长期由 KLA、AMAT、Hitachi 等海外龙头主导，其 中 KLA 一家独大，2020 年全球市场份额高达 51%，尤其是在晶圆形貌检测、无图形晶 圆检测、有图形晶圆检测领域，KLA 在全球的市场份额更是分别高达 85%、78%、72%， 在掩膜版测量、套刻误差测量领域的全球市场份额超过 60%。

此外，我们注意到，在半导体前道设备中，量/检测设备盈利水平较高，KLA 盈利 水平明显优于 AMAT、LAM 等半导体设备龙头。1）毛利端：KLA 毛利率中枢常年保 持在约 60%，2022 财年达到 61%，远超 AMAT、LAM、ASML 和 TEL（中枢 40-50%）；2）净利端：2022 财年 KLA 净利率高达 36%，同样领先于其他半导体设备龙头。

国内量/检测设备公司同样呈现更胜一筹的盈利水平。国内量/检测设备企业普遍处 于业务起步阶段，还未形成规模效应，净利率水平普遍较低。但从毛利端我们发现，2022 年中科飞测销售毛利率为 48.67%，精测电子半导体业务毛利率达到 51.14%，与其他前 道设备公司相比，当前毛利率水平已经处于靠前水平，进一步验证量/检测是半导体设备 中竞争格局较好、技术附加值较高的环节之一。

2.2. 量/检测设备是国产化率最低环节之一，本土企业正在快速突破

量/检测设备是前道国产化率最低的环节之一，2022 年国产化率仍不足 3%。1）中 科飞测、上海精测、上海睿励三家企业 2022 年销售收入合计约为 7.46 亿元，对应中国大陆市场份额不足 3%。2）若以批量公开招标的华虹无锡为统计样本，据我们不完全统 计，2022 年华虹无锡完成量/检测设备招标 47 台，其中国产设备中标 1 台，国产化率仅 2%，远低于去胶机、刻蚀设备、薄膜沉积设备等环节。

本土半导体设备企业正在量/检测领域积极布局，已经基本覆盖主流量/检测设备类 型。1）中科飞测：涵盖无（有）图形晶圆缺陷检测、三维形貌量测、薄膜膜厚量备（介 质）和套刻精度量测等系列设备，并积极研发纳米图形晶圆缺陷检测、金属薄膜量测等 设备。2）上海精测：覆盖薄膜测量、光学关键尺寸量测、电子束缺陷检测等设备类别。 3）睿励科学：包括光学薄膜测量和缺陷检测设备两大类，可对多类半导体薄膜实现精 准的厚度、折射率、成分比率和应力测量，以及图形&无图形外观缺陷检测。4）东方晶 源：拳头产品包括电子束缺陷检测 EBI、关键尺寸量测设备 CD-SEM。5）赛腾股份：收 购日本 Optima，对硅片、晶圆的边缘、正背面外观缺陷检测具备全球竞争力。

自主可控&技术协同进步驱动下，量/检测设备国产替代进展快速推进。中科飞测多 款产品通过 28nm 产线验收，2Xnm 产线设备正在验证，1Xnm 产线设备正在研发。此 外，上海精测电子束检测设备已经进入 1Xnm 验证，上海睿励自主研发的光学薄膜量测 设备也已进入 14nm 产线验证。

具体来看，中科飞测、上海精测、睿励科学、东方晶源等中国大陆半导体量/检测设 备企业已经相继取得主流晶圆厂小批量订单，下游涵盖逻辑、存储主流客户群体。

继 2022 年 10 月美国对中国大陆半导体设备制裁升级后，2023 年荷兰、日本相继 加入限制阵营，海外制裁升级背景下，我们看好晶圆厂加速国产设备导入，2023 年半导 体设备国产化率提升有望超出市场预期。

美国制裁升级或影响 KLA 中国大陆业务开展，量/检测设备将迎来国产替代最佳窗 口期。2022 年 10 月 7 日美国对中国大陆半导体产业制裁升级，KLA 在大陆中国大陆业 务将受到一定冲击。展望未来，我们看好在此轮制裁升级下，本土晶圆厂加速国产设备 导入，二者协同合作解决先进制程工艺产业化瓶颈，量/检测设备作为前道国产化率最低的环节之一，有望迎来国产替代最佳机遇。

3. 国产替代加速&产品线完善丰富，公司具备持续扩张潜力

作为量/检测设备国产龙头之一，公司充分受益国产替代趋势，同时新产品线快速 拓展，不断打开成长空间。公司现有产品线已成功涵盖无图形晶圆缺陷检测设备、图形 晶圆缺陷检测设备、三维形貌量测设备、介质薄膜膜厚量测设备和套刻精度量测设备等， 对应市场占比合计约 27.2%，国产替代驱动下仍具备较大成长空间。此外，公司正在积 极研发&拓展纳米图形晶圆缺陷检测、晶圆金属薄膜量测、OCD 等设备类别，现有产品 布局合计对应的产品覆盖面可以达到 62.6%，巩固行业龙头地位。

3.1. 成熟产品技术指标对标海外龙头，仍具备较大国产替代空间

我们在 1.1 章节已作过详细介绍，公司无图形缺陷检测设备、介质薄膜量测设备、 图形缺陷检测设备和三维形貌量测设备四大类成熟产品已正式实现批量产业化，更难能 可贵的是相关技术指标可对标海外一线龙头。

从工艺节点来看，公司成熟制程产品已形成批量产业化供应，并积极拓展 14nm 及 以下先进制程领域。公司已有多台设备在 28nm 产线通过验收，14-10nm 无图形晶圆缺 陷检测设备研发项目正在快速推进，对应 1Xnm 产线的 SPRUCE-900 正在研发中。此 外，公司 28nm 以下的套刻精度测量设备已经发往客户验证，并获得 2 家客户订单。

公司成熟产品市场份额仍处于低位，国产替代成长空间较大。1）整体来看，若以 销售额为统计口径，我们估算 2019-2022 年公司在本土量/检测设备市场的份额分别仅为 0.5%、1.6%、1.6%和 2.3%；2）细分产品类别来看，公司在无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备和三维形貌量测设备领域市场竞争力突出，2022 年在中国大陆 市场份额分别达到 12.1%、9.4%和 21.1%，仍具备较大国产替代空间。

3.2. 前道量/检测设备产品线持续拓宽，进一步打开成长空间

公司在稳固现有产品市场竞争力的同时，积极布局纳米图形晶圆缺陷检测设备（市 场占比 24.7%）、关键尺寸量测设备（市场占比 10.2%）、晶圆金属薄膜量测设备（市场 占比 0.5%）等新产品线，持续完善量/检测设备产业布局，进一步打开成长空间。

特别地，纳米图形晶圆缺陷检测设备和关键尺寸量测设备价值量占比高、市场规模 大，将彻底打开公司在量/检测设备领域的成长空间。1）从价值量占比来看，纳米图形 晶圆缺陷检测设备和关键尺寸量测设备在量/检测设备中价值量占比分别为 24.7%和 10.2%，合计高达 34.9%。2）从市场规模来看，我们预估 2024 年中国大陆纳米图形晶圆 缺陷检测设备和关键尺寸量测设备市场规模分别为 67 和 27 亿元，合计高达 94 亿元。

公司纳米图形晶圆缺陷检测和关键尺寸量测设备研发进展快速推进。2018 年 1 月2021 年 7 月公司牵头承担国家科技重大专项《20-14nm 晶圆缺陷光学在线检测的研发与 产业化》项目。在此基础上，公司后续重点加码纳米图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆 光学关键尺寸测量设备研发项目，目前仍处于设计阶段，技术水平国内领先。此外，对 于金属薄膜量测设备，公司已经进入产业化验证阶段，有望逐步实现业绩兑现。

3.3. 募投项目加码产能扩张&研发中心，夯实核心竞争力

公司产能吃紧，具备较强扩产诉求。1）从产量角度来看，2018 年公司产量仅为 17 台，2022 年快速上升至 232 台，期间 CAGR 高达 92%。2）从产能利用率来看，2019- 2021 年公司产能利用率分别为 52%、83%和 105%，快速提升。往后来看，随着量/检测 设备国产替代推进，公司订单加速放量，产能瓶颈将愈发明显，具备较强产能扩充诉求。

IPO 募投重点加码产能扩充，达产后销售收入可达 6.42 亿元。公司 IPO 拟募集 10 亿元，用于建设“高端半导体质量控制设备产业化项目”、“研发中心升级建设项目”和 “补充流动资金”。量化来看，“高端半导体质量控制设备产业化项目”可新增检测设备 产能 150 台、量测设备产能 80 台，对应销售收入约 6.42 亿元，打开新成长空间。

（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。）