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一、半導體(tǐ)制造端“标尺”把關良率，全球百億美元市場空間廣闊
1、半導體(tǐ)量/檢測設備貫穿制造全流程，前道占比 11%，全球百億美元市場
半導體(tǐ)過程控制（量/檢測）設備為(wèi)集成電(diàn)路生産(chǎn)過程中(zhōng)的核心設備之一，是保證芯片生 産(chǎn)良品率的關鍵。集成電(diàn)路制造過程的步驟繁多(duō)，工(gōng)藝極其複雜，僅在集成電(diàn)路前道制程 中(zhōng)就有(yǒu)數百道工(gōng)序。随着集成電(diàn)路工(gōng)藝節點的提高，制造工(gōng)藝的步驟将不斷增加，工(gōng)藝中(zhōng) 産(chǎn)生的緻命缺陷數量也會随之增加，因此每一道工(gōng)序的良品率都要保持在幾乎“零缺陷” 的極高水平才能(néng)保證最終芯片的良品率。量/檢測設備主要用(yòng)在晶圓制造和先進封裝(zhuāng)等環 節，主要以光學(xué)和電(diàn)子束等非接觸式手段，針對光刻、刻蝕、薄膜沉積、清洗、CMP、重 布線(xiàn)結構、凸點與矽通孔等環節進行檢測。 根據 SEMI 報告，2022 年全球半導體(tǐ)設備銷售額 1077 億美元，同比增長(cháng) 5%，中(zhōng)國(guó)大陸銷 售額 283 億美元，同比下滑 5%。其中(zhōng)全球前道晶圓制造設備占設備總市場約 85-87%，SEMI 預計前道晶圓制造設備銷售額 2023 年下滑 22%至 760 億美元，2024 年恢複性增長(cháng) 21%至 920 億美元。量/測設備在半導體(tǐ)前道制造設備價值量中(zhōng)占比約為(wèi) 11%，是僅次于薄膜沉積、 光刻和刻蝕的第四大核心設備，其價值量顯著高于清洗、塗膠顯影、CMP 等細分(fēn)領域設備。 量/測設備在半導體(tǐ)制造設備中(zhōng)占比較為(wèi)穩定，根據 SEMI，2022 年全球量/檢測設備市場 規模約 108 億美元，中(zhōng)國(guó)大陸市場規模約為(wèi) 32 億美元。
從工(gōng)藝上看，量/檢測設備為(wèi)檢測（Inspection）和量測（Metrology）兩大環節。根據 VLSI Research，市場份額分(fēn)别占比 63%、34%。 檢測指在晶圓表面上或電(diàn)路結構中(zhōng)，檢測其是否出現異質(zhì)情況，如顆粒污染、表面劃 傷、開短路等對芯片工(gōng)藝性能(néng)具(jù)有(yǒu)不良影響的特征性結構缺陷； 量測指對被觀測的晶圓電(diàn)路上的結構尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、 關鍵尺寸、刻蝕深度、表面形貌等物(wù)理(lǐ)性參數的量測。
從技(jì )術原理(lǐ)上看，檢測和量測包括光學(xué)檢測技(jì )術、電(diàn)子束檢測技(jì )術和 X 光量測技(jì )術等， 根據 VLSI Research、QY Research 統計市場份額占比分(fēn)别為(wèi) 75.2%、18.7%、2.2%。 光學(xué)檢測技(jì )術基于光學(xué)原理(lǐ)，通過對光信号進行計算分(fēn)析以獲得檢測結果，光學(xué)檢測 技(jì )術對晶圓的非接觸檢測模式使其具(jù)有(yǒu)對晶圓本身的破壞性極小(xiǎo)的優勢；通過對晶圓 進行批量、快速的檢測，能(néng)夠滿足晶圓制造商(shāng)對吞吐能(néng)力的要求。在生産(chǎn)過程中(zhōng)，晶 圓表面雜質(zhì)顆粒、圖案缺陷等問題的檢測和晶圓薄膜厚度、關鍵尺寸、套刻精(jīng)度、表 面形貌的測量均需用(yòng)到光學(xué)檢測技(jì )術。 電(diàn)子束檢測技(jì )術通過聚焦電(diàn)子束掃描樣片表面産(chǎn)生樣品圖像以獲得檢測結果，通常用(yòng) 于部分(fēn)線(xiàn)下抽樣測量部分(fēn)關鍵區(qū)域。精(jīng)度比光學(xué)檢測技(jì )術更高，但速度相對較慢，适 用(yòng)于部分(fēn)晶圓的部分(fēn)區(qū)域的抽檢應用(yòng)。X光量測技(jì )術基于X光的穿透力強及無損傷特性進行特定場景的測量，具(jù)有(yǒu)穿透性強， 無損傷的特點，在特定應用(yòng)場景的檢測具(jù)有(yǒu)優勢，可(kě)以檢測特定金屬成分(fēn)等。
2、量/檢測設備細分(fēn)種類衆多(duō)
根據 VLSI Research 劃分(fēn)，全球量/檢測設備共包含檢測 6 類、量測 8 類共計 14 小(xiǎo)類，是 半導體(tǐ)設備中(zhōng)細分(fēn)種類最多(duō)的設備。不同的細分(fēn)設備技(jì )術原理(lǐ)不盡相同，市場份額占比差 距大。檢測設備主要以光學(xué)檢測為(wèi)主，包括圖形晶圓檢測、無圖形晶圓檢測、掩膜版缺陷 檢測等設備。市場份額占比由高到低的為(wèi)（納米）圖形晶圓缺陷檢測、掩膜版缺陷檢測、 無圖形晶圓缺陷檢測、電(diàn)子束缺陷檢測（複查）設備。量測設備同樣使用(yòng)光學(xué)、電(diàn)子束和 X 光等檢測手段，市場份額占比由高到低為(wèi)關鍵尺寸量測（光學(xué)&電(diàn)子束）、套刻精(jīng)度量 測、薄膜量測（介質(zhì)&金屬）、X 光量測和三維形貌量測等。從半導體(tǐ)主要工(gōng)藝環節看， 光刻、刻蝕、離子注入、CMP 等環節對量檢、檢測設備需求量較大。
量/檢測設備的核心技(jì )術涉及光學(xué)檢測技(jì )術、大數據檢測算法及自動化控制軟件等方面， 涵蓋運動控制、光學(xué)、電(diàn)氣、精(jīng)密加工(gōng)、人工(gōng)智能(néng)等多(duō)個學(xué)科(kē)，包括：激光、DUV/UV，可(kě) 見光，電(diàn)子束，x 射線(xiàn)光學(xué)、高速數據處理(lǐ)， 高性能(néng)計算、人工(gōng)智能(néng)算法, 機器學(xué)習, 機 器視覺，計算物(wù)理(lǐ)學(xué)，成像技(jì )術、精(jīng)确的運動控制，機器人、寬帶等離子體(tǐ)等。
3、下遊産(chǎn)能(néng)擴張+工(gōng)藝節點推進驅動量/檢測行業持續發展
根據 SEMI《300mm 晶圓廠展望報告-至 2026 年》，預計 2023 年全球今年 300mm 晶圓廠設 備支出預計将下降 18%至 740 億美元，2024 年将增長(cháng) 12%至 820 億美元，2025 年增長(cháng) 24% 至 1019 億美元，2026 年增長(cháng) 17%至 1188 億美元。對高性能(néng)計算、汽車(chē)應用(yòng)的強勁需求和 對存儲器需求的提升将推動支出增長(cháng)。
主流半導體(tǐ)制程正從 28nm、14nm 向 10nm、7nm 發展，部分(fēn)先進半導體(tǐ)制造廠商(shāng)已實現 5nm 工(gōng)藝的量産(chǎn)并開始 3nm 工(gōng)藝的研發，三維 FinFET 晶體(tǐ)管、3D NAND 等新(xīn)技(jì )術亦逐漸成為(wèi)目前行業内主流技(jì )術。随着工(gōng)藝不斷進步，産(chǎn)品制程步驟越來越多(duō)，微觀結構逐漸複雜， 生産(chǎn)成本呈指數級提升。為(wèi)了獲取盡量高的晶圓良品率，必須嚴格控制晶圓之間、同一晶 圓上的工(gōng)藝一緻性，因此對集成電(diàn)路生産(chǎn)過程中(zhōng)的量/檢測需求将越來越大。未來檢測和 量測設備需在靈敏度、準确性、穩定性、吞吐量等指标上進一步提升，保證每道工(gōng)藝均落 在容許的工(gōng)藝窗口内，保證整條生産(chǎn)線(xiàn)平穩連續的運行。
所有(yǒu)芯片制造階段都需要過程控制，過程控制的目的是為(wèi)了提升良率和産(chǎn)能(néng)，研發和量産(chǎn) 的挑戰主要體(tǐ)現在精(jīng)确度和速度上。量/檢測設備技(jì )術進步方向： 1）更高的光學(xué)檢測空間分(fēn)辨精(jīng)度。目前先進的檢測和量測設備所使用(yòng)的光源波長(cháng)已包含 DUV 波段，能(néng)夠穩定地檢測到小(xiǎo)于 14nm 的晶圓缺陷，能(néng)夠實現 0.003nm 的膜厚測量重 複性。檢測系統光源波長(cháng)下限進一步減小(xiǎo)和波長(cháng)範圍進一步拓寬是光學(xué)檢測技(jì )術發展的重 要趨勢之一。提高光學(xué)系統的數值孔徑也是提升光學(xué)分(fēn)辨率的另一個突破方向，以圖形晶 圓缺陷檢測設備為(wèi)例，光學(xué)系統的最大數值孔徑已達到 0.95，探測器每個像元對應的晶 圓表面的物(wù)方平面尺寸最小(xiǎo)已小(xiǎo)于 30nm。為(wèi)滿足更小(xiǎo)關鍵尺寸的晶圓上的缺陷檢測，必 須使用(yòng)更短波長(cháng)的光源，以及使用(yòng)更大數值孔徑的光學(xué)系統，才能(néng)進一步提高光學(xué)分(fēn)辨率。 2）提升檢測速度和吞吐量。半導體(tǐ)量/檢測設備是晶圓廠的主要投資支出之一，設備的性 價比是其選購(gòu)時的重要考慮因素。量/檢測設備檢測速度和吞吐量的提升将有(yǒu)效降低集成 電(diàn)路制造廠商(shāng)的平均晶圓檢測成本，從而實現降本增效。因此，檢測速度和吞吐量更高的 檢測和量測設備可(kě)幫助下遊客戶更好地控制企業成本，提高良品率。 3）大數據檢測算法和軟件重要性凸顯。結合深度的圖像信号處理(lǐ)軟件和算法，在有(yǒu)限的 信噪比圖像中(zhōng)尋找微弱的異常信号。晶圓檢測和量測的算法專業性很(hěn)強，檢測和量測設備 對于檢測速度和精(jīng)度要求非常高，且設備從研發到産(chǎn)業化的周期較長(cháng)。因此，目前市場上 沒有(yǒu)可(kě)以直接使用(yòng)的軟件，企業均在自己的檢測和量測設備上自行研制開發算法和軟件， 未來對檢測和量測設備相關算法軟件的要求會越來越高。
二、量/檢測設備種類豐富，技(jì )術原理(lǐ)不盡相同，行業壁壘高
1、檢測設備：（納米）圖形晶圓缺陷檢測占比最高，光學(xué)檢測技(jì )術為(wèi)主
在檢測環節以光學(xué)檢測為(wèi)主，光學(xué)檢測技(jì )術可(kě)進一步分(fēn)為(wèi)無圖形晶圓檢測技(jì )術、圖形晶圓 成像檢測技(jì )術和光刻掩膜闆成像檢測技(jì )術。少部分(fēn)有(yǒu)圖形晶圓缺陷檢測和複查使用(yòng)電(diàn)子束 來檢測。
1.1、有(yǒu)圖形晶圓檢測設備
圖形化是指使用(yòng)光刻或光學(xué)掩膜工(gōng)藝來刻印圖形，引導完成晶圓表面的材料沉積或清除。 有(yǒu)圖形缺陷檢測設備采用(yòng)高精(jīng)度的光學(xué)技(jì )術，對晶圓表面納米及微米尺度的缺陷進行識别 和定位。針對不同的集成電(diàn)路材料和結構，缺陷檢測設備在照明和成像的方式、光源亮度、 光譜範圍、光傳感器等光學(xué)系統上，有(yǒu)不同的設計。 圖形缺陷檢測設備主要可(kě)分(fēn)為(wèi)明場缺陷檢測和暗場缺陷檢測兩大類。明場缺陷檢測設備， 采用(yòng)等離子體(tǐ)光源垂直入射，入射角度和光學(xué)信号的采集角度完全或部分(fēn)相同，光學(xué)傳感 器生成的圖像主要由反射光産(chǎn)生；暗場缺陷檢測設備通常采用(yòng)激光光源，光線(xiàn)入射角度和 采集角度不同，光學(xué)圖像主要由被晶圓片表面散射的光生成。其皆通過對晶圓上的圖形進 行成像後與相鄰圖像對比來檢測缺陷并記錄其位置坐(zuò)标。
光學(xué)晶圓缺陷檢測設備使用(yòng)晶圓的旋轉位置和光束的徑向位置定義晶圓表面上缺陷的位置。在晶圓檢測機台中(zhōng)，使用(yòng)光譜儀檢測器 PMT 或 CCD 以電(diàn)子方式記錄光強度，并生成晶 圓表面上散射或反射強度的圖。該圖提供了有(yǒu)關缺陷大小(xiǎo)和位置以及缺陷的信息由于顆粒 污染等問題導緻的晶圓表面的狀況。
明場光學(xué)圖形缺陷檢測設備的供應商(shāng)包括美國(guó)科(kē)磊半導體(tǐ)（39xx 系列及 29xx 系列）、 應用(yòng)材料（UVision 系列），暗場光學(xué)圖形缺陷檢測設備的供應商(shāng)包括科(kē)磊（Puma 系列）。
1.2、無圖形晶圓檢測設備
無圖形晶圓檢測是對于裸矽片和表面沒有(yǒu)圖形的晶圓的檢測。一般用(yòng)于在開始生産(chǎn)之前矽 片在矽片廠處獲得認證，半導體(tǐ)晶圓廠收到後再次認證的檢測過程，同時在生産(chǎn)過程中(zhōng)一 些用(yòng)于對比及環境測量的控片擋片的檢測。由于晶圓表面沒有(yǒu)圖案，因此無需圖像比較即 可(kě)直接檢測缺陷，其工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是将激光照射在圓片表面，通過多(duō)通道采集散射光，經過表 面背景噪聲抑制後，通過算法提取和比較多(duō)通道的表面缺陷信号，最終獲得缺陷的尺寸和 分(fēn)離。無圖形圓片表面檢測系統能(néng)夠檢測的缺陷類型包括顆粒污染、凹坑、水印、劃傷、 淺坑、外延堆垛、CMP 突起。一般來說暗場檢測是非圖案化晶圓檢測的首選，因為(wèi)可(kě)以實 現高速掃描，從而實現高的晶圓産(chǎn)量。主要供應商(shāng)包括 KLA（Surfscan 系列）、Hitachi High-Tech（LS 系列）。
1.3、掩膜版缺陷檢測設備
掩膜/光罩檢測：掩模在使用(yòng)過程中(zhōng)很(hěn)容易吸附粉塵顆粒，而較大粉塵顆粒很(hěn)可(kě)能(néng)會直接 影響掩模圖案的光刻質(zhì)量，引起良率下降。因此，在利用(yòng)掩模曝光後，通常會利用(yòng)集成掩 模探測系統對掩模版進行檢測，如果發現掩模版上存在超出規格的粉塵顆粒，則處于光刻 制程中(zhōng)的晶圓将會全部被返工(gōng)。針對光刻所用(yòng)的掩膜闆，通過寬光譜照明或者深紫外激光 照明，以高分(fēn)辨率大成像口徑的光學(xué)成像方法，獲取光刻掩膜闆上的圖案圖像，以很(hěn)高的 缺陷捕獲率實現缺陷的識别和判定。
1.4、電(diàn)子束圖形晶圓檢測/複查設備
電(diàn)子束成像也用(yòng)于缺陷檢測，尤其是在光學(xué)成像效果較低的較小(xiǎo)幾何形狀中(zhōng)。電(diàn)子束檢測 動态分(fēn)辨率範圍比光學(xué)檢測系統大。随着半導體(tǐ)集成電(diàn)路工(gōng)藝節點的推進，光學(xué)缺陷檢測 設備的解析度無法滿足先進制程需求，必須依靠更高分(fēn)辨率的電(diàn)子束設備。 電(diàn)子束的原理(lǐ)為(wèi)通過聚焦電(diàn)子束對晶圓表面進行掃描，接受反射回來的二次電(diàn)子和背散射 電(diàn)子，進而将其轉換成對應的晶圓表面形貌的灰度圖像。通過比對晶圓上不同芯片（Die） 同一位置的圖像，或者通過圖像和芯片設計圖形的直接比對，可(kě)以找出刻蝕或設計上的缺 陷。電(diàn)子束檢測的優勢為(wèi)可(kě)以不受某些表面物(wù)理(lǐ)性質(zhì)的影響，且可(kě)以檢測很(hěn)小(xiǎo)的表面缺陷， 如栅極刻蝕殘留物(wù)等，相較于光學(xué)檢測技(jì )術，電(diàn)子束檢測技(jì )術靈敏度較高，但檢測速度較 慢，因此主要用(yòng)于在研發環境和工(gōng)藝開發中(zhōng)對新(xīn)技(jì )術進行鑒定，以及光學(xué)檢測後的複查， 對缺陷進行清晰地圖像成像和類型的甄别。主要供應商(shāng)包括 KLA（eDR7XXX 系列、eSL10 系 列）、AMAT（SEM VISION 系列）。
2、量測設備：技(jì )術複雜、關鍵尺寸量測占比高
在量測環節，光學(xué)檢測技(jì )術基于光的波動性和相幹性實現測量遠(yuǎn)小(xiǎo)于波長(cháng)的光學(xué)尺度，集 成電(diàn)路制造和先進封裝(zhuāng)環節中(zhōng)的量測主要包括關鍵尺寸量測、薄膜膜厚量測、套刻精(jīng)度量 測等，這三類量測環節在産(chǎn)業鏈中(zhōng)的應用(yòng)如下：
2.1、關鍵尺寸（CD）量測
半導體(tǐ)制程中(zhōng)最小(xiǎo)線(xiàn)寬一般稱之為(wèi)關鍵尺寸，其變化是半導體(tǐ)制造工(gōng)藝中(zhōng)的關鍵。半導體(tǐ) 關鍵尺寸量測在半導體(tǐ)晶圓的指定位置測量電(diàn)路圖案的線(xiàn)寬和孔徑。光學(xué)和電(diàn)子束技(jì )術均 可(kě)用(yòng)于關鍵尺寸測量，使用(yòng)的設備分(fēn)别光學(xué)關鍵尺寸測量設備（OCD，optical critical dimension）和掃描電(diàn)子顯微鏡（CD-SEM） 目前基于衍射光學(xué)原理(lǐ)的非成像光學(xué)關鍵尺寸（OCD）測量設備為(wèi)主要工(gōng)具(jù)，它可(kě)以實現 對器件關鍵線(xiàn)條寬度及其他(tā)形貌尺寸的精(jīng)确測量，并具(jù)有(yǒu)很(hěn)好的重複性和長(cháng)期穩定性。OCD 的用(yòng)途比較廣泛，可(kě)以測關鍵尺寸，還可(kě)以測單層或多(duō)層膜厚、深度甚至角度。OCD 是通 過收集到的反射光譜特征，來與模型中(zhōng)的數據庫對比，得出光譜吻合度最高的數據，得到 相應特征數據的量測方式。
電(diàn)子束關鍵尺寸量測設備的原理(lǐ)是通過入射電(diàn)子轟擊待測樣品表面，表面原子吸收并激發 産(chǎn)生二次電(diàn)子，通過收集到的二次電(diàn)子，将探測到的物(wù)理(lǐ)信号轉化為(wèi)樣品圖像信息。 光學(xué)關鍵尺寸量測設備主要供應商(shāng)包括 KLA（Spectra Shape 系列）、NanoMetrics、上 海睿勵（TFX 3000）、上海精(jīng)測（EPROFILE 300FD）。電(diàn)子束關鍵尺寸掃描電(diàn)子顯鏡（主 要供應商(shāng)包括 Hitachi High-Tech、應用(yòng)材料（VeritySEM5i）等。
2.2、套刻精(jīng)度量測
套刻技(jì )術：多(duō)層高精(jīng)細的版圖一般都需要進行多(duō)次曝光才能(néng)制作(zuò)完成，每一次曝光需要不同的掩膜版，在使用(yòng)每一塊掩膜版前都需要和之前經過曝光的圖形進行精(jīng)确對準，隻有(yǒu)這 樣才能(néng)保證每一層圖形有(yǒu)正确的相對位置。套刻精(jīng)度測量通常在每道光刻步驟後進行。 在半導體(tǐ)制造過程中(zhōng)，關鍵層的光學(xué)套刻對準直接影響了器件的性能(néng)、成品率及可(kě)靠性， 随着芯片集成度的增加，線(xiàn)寬逐漸縮小(xiǎo)以及多(duō)重光刻工(gōng)藝的應用(yòng)，套刻誤差需要更嚴格地 被控制，因此套刻誤差測量也是過程工(gōng)藝控制中(zhōng)最重要地步驟之一。其測量原理(lǐ)通常為(wèi)通 過光學(xué)顯微成像系統獲得兩層刻套目标圖形的數字化圖像，然後基于數字圖象算法，計算 每一層的中(zhōng)心位置，從而獲得套刻誤差。主流供應商(shāng)包括 KLA（Archer 系列）、ASML （Yield-Star 系列）。
2.3、膜厚量測
薄膜材料的厚度和物(wù)理(lǐ)常數量測設備：在半導體(tǐ)制造過程中(zhōng)，晶圓要進行多(duō)次各種材質(zhì)的 薄膜沉積，因此薄膜的厚度及其性質(zhì)（如折射率和消光系數）需要準确地确定，以确保每 一道工(gōng)藝均滿足設計規格。 在半導體(tǐ)制造過程中(zhōng)，晶圓要進行多(duō)次各種材質(zhì)的薄膜沉積，因此薄膜的 厚度及其性質(zhì) 會對晶圓成像處理(lǐ)的結果産(chǎn)生關鍵性的影響。膜厚測量環節通過精(jīng)準測量每 一層薄膜的 厚度、折射率和反射率，并進一步分(fēn)析晶圓表面薄膜膜厚的均勻性分(fēn)布，從而 保證晶圓 的高良品率。膜厚測量可(kě)以根據薄膜材料劃分(fēn)為(wèi)兩個基本類型，即不透明薄膜和 透明薄 膜。業界内一般使用(yòng)四探針通過測量方塊電(diàn)阻計算不透明薄膜的厚度；通過橢偏儀測量光 線(xiàn)的反射、偏射值計算透明薄膜的厚度。
三、國(guó)外寡頭壟斷市場，國(guó)産(chǎn)設備不斷突破
1、國(guó)外寡頭壟斷市場，KLA 占比超過 50%
全球半導體(tǐ)設備市場目前處于寡頭壟斷局面，市場上美日技(jì )術領先，以應用(yòng)材料 AMAT（美 國(guó)）、阿斯麥 ASML（荷蘭）、拉姆研究 LAM Research（美國(guó)）、東京電(diàn)子 TEL（日本）、 科(kē)磊半導體(tǐ) KLA（美國(guó)）等為(wèi)代表的國(guó)際知名(míng)半導體(tǐ)設備企業占據了全球市場的主要份額。 根據 CINNO Research 的統計，2022 年全球前十大半導體(tǐ)設備廠商(shāng)均為(wèi)境外企業，市場份 額合計超過 75%。
全球量/檢測設備廠家中(zhōng)，KLA 一家獨大。量測設備市場呈現出高度壟斷的格局，根據 Gartner 數據 2021 年行業前 5 名(míng)分(fēn)别為(wèi) KLA、AMAT、日立高新(xīn)（Hitachi High-Tech）、 創新(xīn)科(kē)技(jì )（Onto Innovation）、新(xīn)星測量儀器（Nova Measuring），行業 TOP3 占據 75% 的市場份額。美國(guó)的 KLA 牢牢占據行業的龍頭地位，市場占有(yǒu)率超過行業第二的四倍。 根據 Gartner，KLA 長(cháng)期在半導體(tǐ)制造中(zhōng)過程控制業務(wù)領域份額超過 50%，2021 年以 54% 位列第一，是第二名(míng)競争對手市場份額的 4 倍以上。尤其是在晶圓形貌檢測、無圖形晶圓 檢測、有(yǒu)圖形晶圓檢測領域，KLA 在全球的市場份額更是分(fēn)别高達 85%、78%、72%。
2、KLA：半導體(tǐ)量/檢測設備全球龍頭，一家獨大
KLA 成立于 1976 年，總部位于美國(guó)矽谷，為(wèi)半導體(tǐ)制造提供全方位的在線(xiàn)檢測、量測和 數據分(fēn)析，以及過程控制和良率管理(lǐ)的全方面解決方案和服務(wù)。截至 2022 财年末（2022 年 6 月 30 日），公(gōng)司在全球 19 個國(guó)家和地區(qū)建立分(fēn)部，員工(gōng)人數約 1.4 萬人。 2004-2015 财年，KLA 表現相對比較平穩，收入複合增速 3.3%，淨利潤複合增速 3.7%， 2016 财年開始進入快速成長(cháng)期，2016~2022 财年收入複合增速 21%，淨利潤複合增速 30%， 2022 财年收入同比增速 33%，淨利潤複合增速提升至 60%。根據 KLA 的長(cháng)期經營目标， 2022~2026 财年，公(gōng)司收入複合增速目标為(wèi) 9~11%。同時 KLA 的盈利能(néng)力持續提升，除 2008 财年外，近十幾年 KLA 的毛利率長(cháng)期維持在 60%左右的高位，淨利率在 20%-30% 左右波動，2021-2022 财年淨利率逐漸提升至 30%和 36%。分(fēn)區(qū)域來看，中(zhōng)國(guó)大陸是 KLA 的第一大市場，2016-2022 财年 KLA 在中(zhōng)國(guó)大陸市場的銷售額複合增速約 35%，顯著高于 其在全球約 21%的複合增長(cháng)率。
KLA 在持續創新(xīn)、産(chǎn)品組合全面以及服務(wù)體(tǐ)系健全等競争優勢下穩居全球龍頭位置。KLA 50年以來通過持續創新(xīn)和并購(gòu)領跑各種複雜尖端的量測技(jì )術，完善産(chǎn)品局部。半導體(tǐ)制程技(jì ) 術日新(xīn)月異，KLA 需要不斷投入高額的研發費用(yòng)用(yòng)于開發新(xīn)的量測設備。2012-2022 年 KLA 的研發支出占比一直在 10%以上，2021 年研發投入占比 15%，高達 9 億美元，超過了行 業标準。公(gōng)司構建的混合研發結構以客戶為(wèi)中(zhōng)心，進行跨産(chǎn)品線(xiàn)的核心技(jì )術創新(xīn)。并購(gòu)方 面，KLA 早期産(chǎn)品包括用(yòng)于掩膜版光學(xué)檢測設備 RAPID 系列、晶圓檢測 WISARD 系列産(chǎn) 品，從 20 世紀 90 年代開始公(gōng)司産(chǎn)品及解決方案由離線(xiàn)檢測轉向在線(xiàn)檢測，1997 年 KLA 與 Tencor 兩家半導體(tǐ)設備公(gōng)司合并改名(míng) KLA-Tencor，KLA 從此增加了半導體(tǐ)量測解決方案， 實現了量/檢測設備細分(fēn)領域的互補，奠定了在量檢測設備領域的龍頭地位。之後的 20 多(duō)年間，公(gōng)司持續并購(gòu)，标的基本覆蓋了半導體(tǐ)量測檢測領域的主要細分(fēn)方向，不斷整合 和獲取行業資源與先進技(jì )術。
KLA 服務(wù)體(tǐ)系建設完善，2022 年設備服務(wù)收入占總營收的 21%。KLA 全球裝(zhuāng)機量近 6 萬台， 超過 50%設備使用(yòng)壽命達 18 年，平均使用(yòng)壽命為(wèi) 12 年，曆史上交付的 80%的設備仍在客 戶現場使用(yòng)中(zhōng)，在完全折舊(2-3 倍)很(hěn)長(cháng)時間後，客戶繼續在生産(chǎn)中(zhōng)使用(yòng)。半導體(tǐ)設備的 長(cháng)使用(yòng)壽命強化先發優勢，加強與客戶的長(cháng)期綁定關系；服務(wù)類收入受益于長(cháng)使用(yòng)壽命将 不斷增加，且受行業周期波動影響小(xiǎo)。 量測設備龍頭 KLA 在前道設備全球 5 大龍頭企業中(zhōng)，表現出了相對更優秀的成長(cháng)性和盈 利能(néng)力。AMAT、ASML、LAM Research、TEL 和 KLA 前五大前道設備龍頭 2022 年收入相 較于 2015 年分(fēn)别成長(cháng) 175%、236%、223%、198%、268%。KLA 是五家中(zhōng)唯一一家自 2015 年以來持續成長(cháng)的公(gōng)司，營收的穩定性明顯優于其餘四家。從盈利能(néng)力來看，KLA 的毛利 率水平也顯著高于其餘 4 家。我們認為(wèi)，這是由于量測設備相較于其他(tā)工(gōng)藝設備，更受 益于工(gōng)藝和技(jì )術節點進步的變化，同時細分(fēn)種類更多(duō)，持續創新(xīn)全面布局的公(gōng)司更有(yǒu)機會 獲得超額收益。
3、國(guó)内設備國(guó)産(chǎn)化率空間極大，産(chǎn)品覆蓋率及制程先進程度差距大
中(zhōng)國(guó)大陸半導體(tǐ)設備海外依賴度高。2022 年全球前五的設備廠商(shāng)中(zhōng)，除 ASML 外中(zhōng)國(guó)大陸 均為(wèi)第一大客戶。
國(guó)産(chǎn)量測檢測設備公(gōng)司産(chǎn)品線(xiàn)已涵蓋了無圖形晶圓缺陷檢測設備、圖形晶圓缺陷檢測設備、三維形貌量測設備、薄膜膜厚量測設備和套刻精(jīng)度量測設備等系列産(chǎn)品。在國(guó)内主要集成 電(diàn)路制造廠商(shāng)取得批量訂單，打破了國(guó)外廠商(shāng)的壟斷，國(guó)産(chǎn)化進程加快将進一步助力公(gōng)司 持續快速發展。同時，公(gōng)司正在積極研發納米圖形晶圓缺陷檢測設備、晶圓金屬薄膜量測 設備等其他(tā)型号的設備，相關産(chǎn)品研發成功後有(yǒu)望進一步提高産(chǎn)品線(xiàn)覆蓋廣度。 國(guó)内量測設備主要廠家有(yǒu)中(zhōng)科(kē)飛測、上海睿勵、上海精(jīng)測、賽騰股份、東方晶源、埃芯半 導體(tǐ)、上海禦微等，其部分(fēn)産(chǎn)品已進入一線(xiàn)産(chǎn)線(xiàn)驗證，推動量測設備國(guó)産(chǎn)化。國(guó)内外廠商(shāng) 的差距： 1）産(chǎn)品覆蓋度差距大，國(guó)内龍頭的産(chǎn)品覆蓋度為(wèi) 27%，更多(duō)品類待開發和導入。量/檢測 設備種類多(duō)，龍頭公(gōng)司通過自身持續創新(xīn)和并購(gòu)擁有(yǒu)很(hěn)高的工(gōng)藝覆蓋率，全球占比 54%的 龍頭美國(guó)公(gōng)司 KLA 對于量測+檢測産(chǎn)品線(xiàn)覆蓋率達 85%以上，且幾乎在每一個所涉産(chǎn)品線(xiàn) 中(zhōng)均市場份額最高；其他(tā)海外龍頭如美國(guó) AMAT、ONTO 等公(gōng)司産(chǎn)品覆蓋率也分(fēn)别達到 50% 和 35%以上。 根據中(zhōng)科(kē)飛測招股說明書，公(gōng)司産(chǎn)品線(xiàn)涵蓋份額占比為(wèi) 27%。同時中(zhōng)科(kē)飛測正在積極研發 納米圖形晶圓缺陷檢測設備、關鍵尺寸量測設備等其他(tā)細分(fēn)領域的機型，對應的市場份額 為(wèi) 25%和 10%，研發成功後将提高産(chǎn)品線(xiàn)覆蓋度。
1） 工(gōng)藝節點上，國(guó)内企業目前僅能(néng)覆蓋 28nm 及以上制程。國(guó)際競争對手的先進産(chǎn)品普 遍能(néng)夠覆蓋 28nm 以下制程，國(guó)内産(chǎn)品已能(néng)夠覆蓋 28nm 及以上制程，應用(yòng)于 28nm 以下制程的量/檢測設備在研發中(zhōng)。 2022 年三大量/檢測設備企業在本土市場份額合計 4%，國(guó)産(chǎn)化率較低。作(zuò)為(wèi)晶圓制造前道 設備中(zhōng)國(guó)産(chǎn)化率最低的設備之一，量/檢測設備本土前三大廠商(shāng)收入合計為(wèi) 7.4 億元，國(guó) 内市場份額占比僅為(wèi) 4%。由于國(guó)外知名(míng)企業規模大，産(chǎn)品線(xiàn)覆蓋廣度高，品牌認可(kě)度高， 導緻本土企業的推廣難度較大。近年來國(guó)内企業在檢測與量測領域突破較多(duō)，受益于國(guó)内 半導體(tǐ)産(chǎn)業鏈的迅速發展，該領域國(guó)産(chǎn)化率有(yǒu)望在未來幾年加速提升。
四、國(guó)内設備廠商(shāng)内生+外延快速發展
國(guó)内半導體(tǐ)處于高速增長(cháng)期，本土企業存在較大的國(guó)産(chǎn)化空間。國(guó)内量測設備主要廠家有(yǒu) 中(zhōng)科(kē)飛測、上海睿勵、上海精(jīng)測、賽騰股份、東方晶源、埃芯半導體(tǐ)、南京中(zhōng)安(ān)等，其部 分(fēn)産(chǎn)品已進入一線(xiàn)産(chǎn)線(xiàn)驗證，推動量測設備國(guó)産(chǎn)化。
1、中(zhōng)科(kē)飛測：國(guó)内無圖形晶圓檢測龍頭，部分(fēn)型号可(kě)對标 KLA
中(zhōng)科(kē)飛測成立于 2014 年，目前在半導體(tǐ)量/檢測設備收入體(tǐ)量上為(wèi)國(guó)内龍頭，主要産(chǎn)品包 括無圖形晶圓缺陷檢測、圖形晶圓缺陷檢測、三維形貌量測、薄膜膜厚量測等産(chǎn)品，已應 用(yòng)于國(guó)内 28nm 及以上制程的集成電(diàn)路制造産(chǎn)線(xiàn)，同時正在積極研發納米圖形晶圓缺陷檢 測、晶圓金屬薄膜量測等設備。公(gōng)司 22 年實現營收 5.09 億元，同比+41.2%；歸母淨利潤 0.12 億元，同比-78.0%。下遊客戶包含中(zhōng)芯國(guó)際、長(cháng)江存儲、士蘭集科(kē)、長(cháng)電(diàn)科(kē)技(jì )、通 富微電(diàn)等國(guó)内主流制造及封裝(zhuāng)廠。 公(gōng)司多(duō)項研發産(chǎn)業化取得積極進展。2019 年，應用(yòng)在集成電(diàn)路前道領域的三維形貌量測 設備通過長(cháng)江存儲産(chǎn)線(xiàn)認證，2020 年，應用(yòng)在集成電(diàn)路前道領域的薄膜膜厚量測設備通 過士蘭集科(kē)産(chǎn)線(xiàn)驗證，2021 年，無圖形晶圓缺陷檢測設備通過國(guó)家科(kē)技(jì )重大專項驗收等。 目前，公(gōng)司正在積極研發納米圖形晶圓缺陷檢測設備、晶圓金屬薄膜量測設備等其他(tā)型号 的設備。公(gōng)司目前在研項目數量較多(duō)，長(cháng)期重視研發為(wèi)公(gōng)司發展建立了長(cháng)期壁壘，後續新(xīn) 産(chǎn)品研發成功并客戶導入後，有(yǒu)望為(wèi)公(gōng)司打開長(cháng)期發展天花(huā)闆。
2022 年末公(gōng)司合同負債 4.8 億，存貨中(zhōng)發出商(shāng)品 4.3 億，在手訂單充足。公(gōng)司 21/22 年 合同負債為(wèi)1.6/4.8億元，同比+384%/+217%，發出商(shāng)品為(wèi)2.4/4.3億元，同比+425%/+76%， 在手訂單充沛且銷售強勁，快速成長(cháng)動力足。 公(gōng)司作(zuò)為(wèi)以研發為(wèi)驅動的半導體(tǐ)設備企業，公(gōng)司研發費用(yòng)占營業收入比重高于同行業可(kě)比 公(gōng)司，2022 年研發費用(yòng)占營收比例 40%。半導體(tǐ)設備行業為(wèi)技(jì )術密集型行業，公(gōng)司競争力 與研發實力密不可(kě)分(fēn)，公(gōng)司持續吸引行業内優秀人才，研發人員數量快速增長(cháng)，2019-2023 年研發人員占總人數比例維持在 43%上下。
2、精(jīng)測電(diàn)子：前道量/檢測設備訂單爆發性增長(cháng)
公(gōng)司深耕檢測行業 17 年，已成為(wèi)國(guó)内平闆顯示檢測龍頭，2018 年以來公(gōng)司積極局部平闆 顯示/半導體(tǐ)/新(xīn)能(néng)源三大業務(wù)。半導體(tǐ)設備成功供貨中(zhōng)芯國(guó)際、長(cháng)江存儲等國(guó)内龍頭客戶。 公(gōng)司全面布局半導體(tǐ)前後道量檢測環節，膜厚、OCD 測量、電(diàn)子束、明場檢測等設備已進 市場， 2022 年公(gōng)司半導體(tǐ)設備業務(wù)實現收入 1.83 億元，同比增長(cháng) 34.12%。截至 2023 年 4 月 24 日，半導體(tǐ)業務(wù)在手訂單 8.91 億元，前道設備業務(wù)爆發。公(gōng)司半導體(tǐ)業務(wù)經 過前期積累，在研發能(néng)力、産(chǎn)品力、客戶等方面已占先機，将成為(wèi)國(guó)産(chǎn)化主力。
公(gōng)司子公(gōng)司上海精(jīng)測前道檢測産(chǎn)品覆蓋度進一步提升，半導體(tǐ)矽片應力測量設備也取得客 戶訂單并完成交付，明場光學(xué)缺陷檢測設備已取得突破性訂單，且已完成首台套交付；其 餘儲備的産(chǎn)品目前正處于研發、認證以及拓展的過程中(zhōng)。
2022 年下半年面闆價格觸底，23 年價格持續修複，部分(fēn)型号修複至現金成本線(xiàn)之上，稼 動率環比亦有(yǒu)提升。公(gōng)司受益于 OLED、Mini、Micro LED 等新(xīn)技(jì )術路線(xiàn)以及由 Module、 Cell 拓展至前段 Array，面闆業務(wù)仍有(yǒu)望實現平穩增長(cháng)，24 年蘋果新(xīn)機 MR 有(yǒu)望帶來新(xīn)的 面闆檢測需求。 新(xīn)能(néng)源方面，精(jīng)測公(gōng)司聚焦中(zhōng)後道工(gōng)序，其中(zhōng)化成分(fēn)容已批量出貨，切疊一體(tǐ)機已獲認證 通過，同時布局锂電(diàn)池視覺檢測系統、電(diàn)芯裝(zhuāng)配線(xiàn)和激光模切機等新(xīn)品，與中(zhōng)創新(xīn)航簽署 戰略合作(zuò)夥伴協議，受益于其持續擴産(chǎn)。公(gōng)司 2022 年公(gōng)司新(xīn)能(néng)源設備實現收入 3.4 億元， 截至 2023 年 4 月 23 日在手訂單新(xīn)能(néng)源訂單 4.8 億元。
3、賽騰股份：收購(gòu) Optima 進軍半導體(tǐ)晶圓缺陷檢測領域
賽騰股份是國(guó)内消費電(diàn)子設備龍頭企業，通過外延并購(gòu)将主營業務(wù)拓展至半導體(tǐ)、新(xīn)能(néng)源 汽車(chē)等行業。2022 年公(gōng)司實現營收 29.34 億元，同比+26.55%。實現淨利潤 2.93 億元， 同比增長(cháng) 63.5%。 半導體(tǐ)設備：賽騰股份 2018 年通過收購(gòu)無錫昌鼎，進入半導體(tǐ)封測設備領域。2019 年通 過收購(gòu)日本 Optima，進入晶圓檢測設備領域。無錫昌鼎主要生産(chǎn)測試編帶一體(tǐ)機、全自 動組焊線(xiàn)機、自動打标機等半導體(tǐ)封裝(zhuāng)測試設備；Optima 拳頭産(chǎn)品包括 RXW-1200、 RXM-1200、BMW-1200(R)、AXM-1200 四大類，産(chǎn)品覆蓋邊緣、背面、正面等缺陷檢測，是 全球領先的矽片、晶圓外觀缺陷檢測設備龍頭公(gōng)司。 目前産(chǎn)品主要是無圖形晶圓檢測設備，已成功進入 SUMCO、SK、SUMSUNG、協鑫、奕斯偉、 中(zhōng)環、金瑞泓、滬矽等國(guó)内外龍頭廠商(shāng)，今年有(yǒu)望在國(guó)内晶圓廠有(yǒu)所突破，同時有(yǒu)圖形晶圓檢測設備正在穩步研發中(zhōng)。2022 年半導體(tǐ)設備闆塊營收達 3.75 億元、同比增長(cháng) 73%。
消費電(diàn)子設備：受益北美大客戶 2023 年新(xīn)機搭載潛望式攝像頭及 MR 新(xīn)産(chǎn)品，2023 年有(yǒu) 望快速增長(cháng)。公(gōng)司将持續受益于北美大客戶三大邊際變化：2023 年新(xīn)機搭載潛望式攝像 頭帶來設備增量需求，MR 新(xīn)品即将發布帶來的設備增量需求，以及産(chǎn)能(néng)向東南亞遷移帶 動的設備增量需求。 新(xīn)能(néng)源汽車(chē)設備：下遊新(xīn)能(néng)源車(chē)高景氣度且公(gōng)司充分(fēn)綁定龍頭客戶。2018 年公(gōng)司收購(gòu)菱 歐科(kē)技(jì )（現更名(míng)為(wèi)賽騰菱歐），切入汽車(chē)零部件智能(néng)裝(zhuāng)備行業。主要客戶為(wèi)日本電(diàn)産(chǎn)、村 田新(xīn)能(néng)源、松下能(néng)源等。
4、睿勵儀器：中(zhōng)微公(gōng)司持股 30%，國(guó)内最早的量測設備公(gōng)司
睿勵科(kē)學(xué)儀器（上海）有(yǒu)限公(gōng)司成立于 2005 年（中(zhōng)微公(gōng)司持股 29.36%，是上海睿勵的第 一大股東），目前公(gōng)司擁有(yǒu)的主要産(chǎn)品包括光學(xué)薄膜測量設備、光學(xué)關鍵尺寸測量設備、 缺陷檢測設備。睿勵科(kē)學(xué)儀器是國(guó)内少數進入國(guó)際先進制程 12 英寸生産(chǎn)線(xiàn)的量測設備企 業之一，是國(guó)内唯一進入三星存儲芯片生産(chǎn)線(xiàn)的量測設備企業。 目前，睿勵的膜厚測量，缺陷檢測及光學(xué)關鍵尺寸測量設備已為(wèi)國(guó)内近 20 家前道半導體(tǐ) 晶圓制造客戶所采用(yòng)，公(gōng)司光學(xué)膜厚測量設備已應用(yòng)在 65/55/40/28 納米芯片生産(chǎn)線(xiàn)，并 正在進行 14nm 工(gōng)藝驗證；設備支持 64 層 3DNAND 芯片的生産(chǎn)，并正在 96 層 3DNAND 芯片 産(chǎn)線(xiàn)上進行工(gōng)藝驗證。
5、天準科(kē)技(jì )：收購(gòu) MueTec：檢測量測産(chǎn)品寬度廣，掩膜版等領域填補空白
天準科(kē)技(jì )于 2021 年 5 月以 1819 萬歐元完成收購(gòu)德(dé)國(guó) MueTec 公(gōng)司 100%股權。MueTec 的主 要産(chǎn)品為(wèi)高精(jīng)度的光學(xué)測量和檢測解決方案， 2021 年營業收入僅為(wèi) 0.4 億元。MueTec 深耕檢測量測行業三十餘年，重點覆蓋 65nm 及以上制程，具(jù)備較寬産(chǎn)品線(xiàn)并為(wèi)多(duō)行業提 供産(chǎn)品解決方案。MueTec 的主要産(chǎn)品包括晶圓宏觀缺陷檢測、晶圓微缺陷檢測、掩膜版 檢測、紅外線(xiàn)檢測等檢測設備，以及關鍵尺寸量測、套刻精(jīng)度量測、薄膜膜厚量測、掩膜 版量測、紅外線(xiàn)量測等量測設備，其中(zhōng)掩膜版、套刻精(jīng)度等産(chǎn)品在國(guó)内供應中(zhōng)均具(jù)備稀缺 性。MueTec 主要服務(wù)于晶圓制造、先進封裝(zhuāng)、光掩模版、MEMS 傳感器、電(diàn)子元件、OLED、 LED 等多(duō)個先進制造領域，主要客戶包括英飛淩、恩智浦、台積電(diàn)等。