其他专用机械行业：从KLA成长路径看半导体检测设备国产替代进程-20210911-安信证券-26页_1mb

半导体检测设备国产替代进程分析总结

核心内容

半导体检测设备是半导体制造过程中不可或缺的环节，主要用于确保生产步骤的良率和工艺参数符合要求。检测设备主要分为量测类和缺陷检测类，其中量测设备用于测量晶圆的关键物理参数，如膜厚、关键尺寸（CD）、膜应力等，而缺陷检测设备则用于检测晶圆上的物理缺陷和图案缺陷。全球半导体检测设备市场空间超百亿美元，国内市场也在快速增长。

主要观点

• 检测设备的重要性：检测设备贯穿半导体制造的每一个步骤，对产品质量和良率控制至关重要。
• 市场格局：科磊在量测领域占据主导地位，市占率高达52%，在多个细分领域具有垄断优势。
• 国内厂商进展：国内企业如精测电子、睿励、中科飞测、东方晶源等已在多个细分领域取得突破，部分产品已获得国内一线厂商的订单。
• 未来趋势：随着国内晶圆厂扩建和产能提升，对检测设备的需求将大幅增加，国产替代进程有望加速。

关键信息

市场规模与占比

• 全球半导体检测设备市场预计在2021年达到114.4亿美元。
• 国内半导体检测设备市场预计在2021年达到24.7亿美元，约合160.6亿元人民币。
• 量测设备约占前道检测设备市场的34%，缺陷检测设备占55%，其余为过程控制软件。

国内企业进展

• 精测电子：产品线覆盖广泛，包括膜厚/OCD测量设备、电子束检测设备等，已获得国内一线客户的重复订单。
• 睿励：主要覆盖膜厚及OCD量测，产品性能优异，正在向缺陷检测领域拓展。
• 中科飞测：在三维形貌量测设备及晶圆表面凹陷检测系统方面取得突破，已获得该品类全部订单。
• 东方晶源：填补了国内在EBI和CD-SEM领域的技术空缺，实现了关键设备的国产化。

科磊发展路径

• 第一阶段（1977~1990）：科磊成立初期，通过引入先进的光学技术和软件，快速进入市场并提升良率。
• 第二阶段（1990~1997）：公司运营细化，产品线扩展，营收和净利润大幅增长。
• 第三阶段（1997~2021）：通过并购，拓展产品线和核心技术，成为全球最大的量测设备供应商之一。

投资建议

• 重点推荐：精测电子，目标价77.35元，评级为增持-A。

风险提示

• 研发不及预期：技术突破和产品迭代可能面临挑战。
• 国产化替代需求不及预期：下游厂商对国产设备的接受度和采购意愿可能受多种因素影响。
• 下游扩产不及预期：晶圆厂的扩建和产能提升可能不如预期。

图表与数据

• 图1：量测各环节测试的参数和主要的技术与设备。
• 图2：薄膜材料厚度。
• 图3：四探针台。
• 图4：椭圆偏振技术。
• 图5：关键尺寸示意图。
• 图6：CD-SEM原理图。
• 图7：套刻误差对准示意图。
• 图8：缺陷检测图示。
• 图9：明/暗场图形缺陷检测原理图。
• 图10：明/暗场图形缺陷检测设备示意图。
• 图11：无图形表面检测系统原理图。
• 图12：KLA Surfscan示意图。
• 图13：睿励FSD系列设备。
• 图14：宏观缺陷检测设备示意图。
• 图15：电子束缺陷检测原理图。
• 图16：电子束缺陷检测示意图。
• 图17：全球半导体设备市场规模及增速。
• 图18：中国大陆半导体设备市场规模及增速。
• 图19：前道量测设备中各类设备占比。
• 图20：前道测试设备中各类设备占比。
• 图21：KLA2017-2021财年营业收入及增速。
• 图22：KLA2017-2021财年归母净利润及增速。
• 图23：KLA2019-2021财年收入按业务拆分。
• 图24：KLA2019-2021财年各业务收入占比。
• 图25：前道量测/检测设备全球市场竞争格局。
• 图26：KLA在各个环节的市占率。

表格数据

• 表1：未来国内晶圆厂产能及规划。
• 表2：KLA主要量测设备产品。
• 表3：日立高新的半导体检测仪器。
• 表4：Onto Innovation检测设备产品。
• 表5：上海精测主要量测设备产品。
• 表6：上海睿励主要量测设备产品。
• 表7：中科飞测主要检测设备产品。
• 表8：东方晶源主要测试设备产品。
• 表9：长江存储采购主要量测设备统计。
• 表10：长江存储主要采购检测设备统计。
• 表11：KLA并购历史。