从KLA成长路径看半导体检测设备国产替代进程_26页_3mb

半导体检测设备国产替代进程分析

核心内容概述

半导体检测设备是半导体制造过程中不可或缺的关键设备，主要用于监控和测量晶圆在各工艺步骤中的关键物理参数，如膜厚、关键尺寸（CD）、膜应力、折射率、参杂浓度、套准精度等。检测设备主要分为量测类设备和缺陷检测类设备，前者用于测量工艺参数，后者用于检测晶圆上的物理缺陷（颗粒异物）和图案缺陷。全球半导体检测设备市场空间超百亿美元，其中量测设备占比约34%，缺陷检测设备占比约55%。国内检测设备市场预计2021年达到24.7亿美元，约合160.6亿元人民币，且随着国内晶圆厂的扩建，未来采购需求有望大幅上升。

主要观点

1. 检测设备的重要性
   检测设备贯穿半导体制造的全过程，是保证产品质量和良率的关键工具。量测设备主要负责测量晶圆的物理参数，而缺陷检测设备则用于识别晶圆表面的物理缺陷和图案缺陷。

2. 科磊的市场地位
   科磊是全球量测设备领域龙头，市占率高达52%，在晶圆形貌检测、无图形晶圆检测、有图形晶圆检测等领域分别达到85%、78%、72%。其在多个细分领域具有绝对垄断优势，是国产替代道路上的最大阻力之一。

3. 国内厂商的突破
   国内企业在部分细分领域已取得突破，如精测电子、睿励、中科飞测、东方晶源等。这些企业已在膜厚测量、OCD测量、三维形貌检测、CD-SEM等关键设备上实现产品交付和订单增长。

4. 科磊的发展路径
   科磊的发展可分为三个阶段：

   • 第一阶段（1977~1990）：利用先进的光学和图像处理技术，替代人工检测，提升晶圆良率。
   • 第二阶段（1990~1997）：通过细化运营团队，推动产品放量，营收增长显著。
   • 第三阶段（1997~2021）：通过大规模并购，拓展产品线，成为全球最大的量测设备供应商。

5. 国产替代前景
   随着国内晶圆厂的扩建和采购需求的上升，国产替代进程有望加速。国内企业通过自主研发、技术突破和并购海外技术团队，逐步缩小与国际巨头的差距。

关键信息

• 全球市场规模：2021年全球半导体检测设备市场空间预计达到114.4亿美元，其中量测设备占比约34%，检测设备占比约55%，其余为工艺控制软件。
• 国内市场规模：2021年国内半导体检测设备市场预计达到24.7亿美元，约合160.6亿元人民币。
• 国内厂商进展：
  • 精测电子：已获得集成式膜厚及OCD量测的重复订单，产品线覆盖广泛。
  • 睿励：主要覆盖膜厚及OCD量测，逐渐向缺陷检测领域拓展。
  • 中科飞测：已进入国内多条生产线，产品包括三维形貌量测设备和晶圆表面凹陷检测系统。
  • 东方晶源：填补了国内在EBI和CD-SEM领域的空白，已实现首台设备交付。
• 科磊的垄断地位：在电阻测量仪、晶圆应力测量系统、套刻对准系统、明暗场检测、光罩检测、无图形表面检测等领域几乎垄断，是国产替代的主要障碍。
• 投资建议：重点推荐精测电子，其在量测设备领域表现突出，具备较强的市场竞争力。

国产替代路径

1. 自主研发与技术迭代：国内企业应持续加大研发投入，对已有产品进行深入研发与迭代升级，以提高性能和稳定性。
2. 技术共通性拓展：在已有技术基础上，拓展产品线，覆盖更多细分领域。
3. 并购与技术引进：对于难以攻克的技术，可通过并购海内外优质企业或技术团队，快速获得技术突破。
4. 优化运营管理：细化运营团队，提升研发与生产效率，加快产品落地速度。

风险提示

• 研发不及预期
• 国产化替代需求不及预期
• 下游扩产不及预期

总结

半导体检测设备是半导体制造中不可或缺的环节，其市场空间巨大，且国产替代需求迫切。科磊作为全球龙头，其市场占有率和核心技术优势对国产替代构成挑战。然而，国内企业在多个细分领域已取得突破，如精测电子、睿励、中科飞测和东方晶源等。未来，随着国内晶圆厂的持续扩建和采购需求的增长，国产替代进程有望加速，国内企业需通过持续研发、技术拓展和并购合作，进一步提升市场竞争力。