深度报告-20221212-安信证券-电子行业深度分析_芯片良率的重要保障_量检测设备国产替代潜力大_51页_2mb

报告摘要

半导体量检测设备是芯片制造过程中保障良率的关键设备，分为前道量测设备和后道测试设备。前道量测设备主要用于晶圆制造环节，对物理参数进行测量；后道测试设备用于晶圆封装后的电性能测试。检测设备用于识别晶圆表面的缺陷，包括表面冗余物、晶体缺陷和图案缺陷。

市场规模
- 前道量测设备2021年市场规模达114亿美元，后道测试设备2020年市场规模为60.1亿美元，预计2021/2022年将增长至78/82亿美元。
- 全球前道量测设备市场高度集中，KLA市占率高达51%，应用材料12%，日立科技9%，前五大公司合计市占率超过80%。
- 中国前道量测设备国产化率仅为2%，替代空间巨大。
技术路径
- 前道量测设备技术包括光学检测、电子束检测和X光量测技术。其中，光学检测技术因精度高、速度快成为主流技术。
- 光学检测技术可进一步分为无图形晶圆激光扫描检测、图形晶圆成像检测和光刻掩膜板成像检测。
- 电子束检测精度更高，但速度较慢；X光量测适用于特定场景，如超薄膜厚度测量。
检测与量测的定义
- 检测用于识别晶圆表面或电路结构中的缺陷，如颗粒污染、表面划伤、开短路等。
- 量测用于量化描述晶圆电路的结构尺寸和材料特性，如薄膜厚度、关键尺寸、套刻精度等。
国产替代进展
- 国内企业如上海睿励、上海精测、中科飞测、华峰测控、长川科技等在前道和后道设备领域实现技术突破，进入主流客户产线。
- 特别是在无图形晶圆检测、图形晶圆检测、三维形貌量测、模拟测试机等领域，国产设备已具备较强竞争力。

市场占比：前道量测设备市场占前道晶圆制造设备投资的约13%。
技术壁垒：前道设备技术复杂，涉及光学、电学、光声等多个技术领域，技术门槛高。
主要产品：包括三维形貌量测、薄膜膜厚量测、关键尺寸量测、套刻精度量测等。
关键设备：四探针台、椭偏仪、CD-SEM、OCD设备等。
国产企业：
- 上海睿励：聚焦于薄膜测量和尺寸光学检测，已进入三星、长江存储等产线。
- 上海精测：自主研发膜厚量测、电子束检测、OCD量测等设备，获得国内一线客户订单。
- 中科飞测：在无图形、图形晶圆缺陷检测及三维形貌量测方面具备竞争力，获得中芯国际、长电科技等订单。

市场占比：后道测试设备占半导体设备市场的约8%。
主要设备：测试机、分选机、探针台。
测试内容：包括功能和电参数检测，如直流参数、交流参数、频率等。
国产替代进展：
- 长川科技：国内SoC测试机龙头，产品接近国外主流水平，市场份额快速提升。
- 华峰测控：模拟测试机龙头，同时布局SoC测试，开启第二成长极。
- 华兴源创：全球领先的面板检测设备供应商，布局SoC测试打开成长空间。
- 赛腾股份：通过收购日本Optima切入半导体检测领域，产品包括光学晶圆缺陷检测、宏观检测等。