深度报告-20221203-财通证券-量测设备行业报告_细致检测攻坚克难_精准度量引领进步_45页_6mb

量测设备行业分析报告总结

核心内容概述

量测设备在集成电路制造中扮演着至关重要的角色，用于监测、识别、定位和分析工艺缺陷，对提升晶圆厂良率和工艺稳定性具有重要意义。随着制程技术不断升级，芯片生产步骤日益复杂，量测设备的重要性愈加凸显。量测设备主要包括尺寸测量和缺陷检测两大类，涵盖膜厚测量、关键尺寸（CD）测量、套刻误差测量、宏观缺陷检测、无图形缺陷检测、有图形缺陷检测、电子束与X射线检测等多种技术。

主要观点

• 量测设备的重要性：芯片生产涉及超1000道工序，即使每道工序良率达到99.9%，最终良率也只有36.8%。量测设备能够帮助晶圆厂及时发现问题、改善工艺、提高良率。
• 市场现状：全球量测设备市场规模持续扩大，2021年达到104亿美元，其中中国市场份额约为31.1亿美元，国产化率仅2%。海外巨头如KLA占据主导地位，其市场份额达52%，远超第二名应用材料。
• 技术挑战：量测设备技术复杂，涉及光学、电子学、机械控制、软件算法等多个领域，行业壁垒高。随着制程向高端发展，对设备的分辨率、灵敏度、检测速度和吞吐量提出了更高要求。
• 国产替代前景：国内企业如精测电子、睿励科学仪器、赛腾股份、中科飞测等正在努力突破技术瓶颈，逐步进入14纳米及以下先进制程，并在部分领域实现技术突破，有望推动国内量测产业快速发展。

关键信息

量测设备种类与技术

• 膜厚测量：使用光学干涉原理，如椭圆偏振光谱测量和四探针技术，用于检测薄膜厚度、折射率、成分等。
• 关键尺寸（CD）测量：包括CD-SEM和OCD，用于测量栅极等关键结构的尺寸。
• 套刻误差测量：用于确保不同层级电路图形的正确对齐，主要方法包括光学显微成像、光学衍射成像和SEM-OL。
• 宏观缺陷检测：使用光学图像技术，用于检测大于0.5微米的缺陷。
• 无图形缺陷检测：识别杂质、颗粒等缺陷，广泛应用于来料检测、薄膜沉积、CMP控制等。
• 有图形缺陷检测：扫描电路图形，使用最广泛，分为明场和暗场两种检测方式。
• 电子束与X射线检测：精度最高，用于检测纳米级缺陷，但检测速度较慢。

市场格局与趋势

• 全球量测设备市场由KLA、AMAT、Hitachi、Nanometrics、Nova等企业主导，其中KLA占据52%的市场份额。
• 中国量测设备市场增长迅速，2021年市场规模达到31.1亿美元，未来5年预计复合增长率为14%。
• 国内企业如精测电子、睿励科学仪器、赛腾股份、中科飞测等已逐步进入市场，并在部分领域实现突破。

国内企业进展

• 精测电子：2021年实现营收24.09亿元，半导体检测设备收入1.36亿元，同比增长109%。公司已进入28纳米工艺验证，并在膜厚测量、OCD测量等领域获得批量订单。
• 睿励科学仪器：由中微公司持股，主要产品包括光学薄膜测量设备、光学关键尺寸测量设备和缺陷检测设备。公司已应用于65/55/40/28纳米制程，并正在进行14纳米工艺验证。
• 赛腾股份：通过收购日本Optima株式会社进入半导体量测设备市场，产品包括硅片边缘缺陷检测设备、晶圆背面检测设备等，覆盖多个晶圆制造工艺。
• 中科飞测：专注于半导体质量控制设备，产品包括无图形缺陷检测设备、有图形缺陷检测设备、三维形貌量测设备等，已应用于28纳米及以上制程。

投资建议

• 关注企业：精测电子（300567.SZ）、赛腾股份（603283.SH）、中微公司（688012.SH）（持股睿励科学仪器）等。
• 投资评级：精测电子和中微公司被列为“增持”，赛腾股份未被覆盖。
• EPS与PE：精测电子2021年EPS为0.72元，2022年和2023年预计分别为0.90元和1.30元，对应PE分别为100.60倍、63.23倍和43.78倍。

风险提示

• 全球半导体市场步入下行周期，晶圆厂削减资本开支。
• 贸易保护主义等因素导致国内晶圆厂扩产不及预期。
• 量测技术难度大，企业研发进展可能不及预期。