前道检测与量测设备进入放量前夜，头部厂商确定性强

行业研究|深度报告 看好（维持） 前道检测与量测设备进入放量前夜，头部厂商确定性强 电子行业 国家/地区中国 行业电子行业 报告发布日期2022年12月05日 核心观点 前道检测与量测设备市场空间大，已进入放量前夜。检测与量测设备是集成电路制造核心设备之一，是保证芯片良率的关键。2022年国内检测与量测市场空间约200 亿元，受制于科磊、应用材料等美系厂商，美系厂商在国内占到接近2/3的市场份额，仅科磊一家公司便占到55%市场份额。美国10月份的芯片管制新规直接导致国内长江存储、合肥长鑫等产线扩产规划受阻，相关厂商如果未来想在此次新规限制的技术范畴内扩产，检测量测设备的突破将成为关键的一环。根据我们的测算，国内头部厂商精测电子、中科飞测、上海睿励2021年在国内检测量测设备合计市场 份额仅不足3%，行业国产化率未来3-5年至少10倍级提升空间。目前，头部厂商 已有放量势头，精测电子2021年12月1日至2022年11月11日仅某单一大客户 半导体检测量测设备新签订单就已达到约3.4亿，相当于今年前三季度该部分营收 的3倍以上；中科飞测2021年底在手订单金额达到10亿元，是2020年底的约4 倍。 可观从海外龙头发展历程看国内半导体设备企 2022-11-29 业投资价值半导体制造限制加剧，设备零部件国产化 2022-10-13 加速国内半导体前道设备厂商对比研究 2022-08-03 半导体前道设备研究框架 2022-07-14 检测与量测赛道先发优势明显，精测电子等头部厂商确定性强。检测量测设备硬件技术壁垒高，下游验证流程长、成本高，且功能的实现依赖数据积累和算法设计，头部厂商数据积累丰富，更具备优势，并且设备需要持续升级迭代，头部厂商依赖与下游头部晶圆厂的紧密合作能够第一时间了解下游客户最新工艺需求，保持技术的持续领先。因此，我们认为当前精测电子、中科飞测等头部检测与量测设备厂商有望持续保持领先优势，是未来检测量测国产化替代最大的受益者，具有高度确定性。未来国内检测量测设备龙头厂商将受益多维度成长：1）已有产品放量：精测电子等头部厂商已有产品国内市场空间均在百亿级别，当前精测电子等三家厂商合计仅5亿左右收入体量，未来放量空间广阔。2）新产品带来增量空间：目前前道检测 蒯剑021-63325888*8514 kuaijian@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050005香港证监会牌照：BPT856 李庭旭litingxu@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860522090002 韩潇锐hanxiaorui@orientsec.com.cn杨宇轩yangyuxuan@orientsec.com.cn张释文zhangshiwen@orientsec.com.cn薛宏伟xuehongwei@orientsec.com.cn 与量测设备主要的产品类别有14种，精测电子等国内头部厂商每家仅能覆盖3-5种，但目前各家厂商均在持续推进新产品研发、认证，未来产品品类拓展能带来的增量空间广阔，将不断贡献新成长曲线。3）盈利能力提升：对标KLA最近财年60%毛利率、30%净利率的盈利水平，国内精测电子等厂商随业务起量盈利能力仍有广阔提升空间。4）长期服务收入起量：检测量测设备平均使用寿命12年（以KLA为例），随设备装机量提升服务收入将成为重要业绩增量来源，KLA服务收入占总收入比重超过20%。 复盘海外龙头：KLA2010年以来股价实现约24倍增长。半导体设备厂商商业模式优异，强者恒强特征明显，受益全球半导体产能提升，同时摩尔定律推动下的技术升级驱动单位产能设备投资指数级别提升，为科磊等半导体设备厂商贡献长期增长动能。从股价表现来看，2010年初以来KLA股价实现约23.8倍增长，而同期纳斯达克指数仅实现5.3倍增长，KLA股价表现大幅跑赢指数。 投资建议与投资标的 我们看好半导体检测与量测设备国产替代加速，头部厂商深度受益，建议关注精测电子、中微公司、中科飞测、赛腾股份。 风险提示 半导体设备国产化进度不及预期、半导体设备行业景气度不及预期、客户验证进展不及预期、零部件断供风险。 地方半导体设备补贴政策落地，支持力度 2022-12-02 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 1.前道检测与量测设备市场空间大，已进入放量前夜4 2.检测与量测赛道先发优势明显，头部厂商确定性强7 3.他山之石：复盘海外龙头KLA看国内厂商投资价值10 投资建议14 风险提示14 图表目录 图1：检测与量测设备示意图4 图2：检测与量测主要应用4 图3：检测与量测工艺贯穿整个芯片生产过程4 图4：全球检测与量测设备市场规模5 图5：全球检测与量测设备市场格局-20205 图6：中国检测与量测市场格局-20205 图7：国内检测与量测设备国产化率仅不足3%5 图8：精测电子近1年新签订单呈现明显放量趋势6 图9：中科飞测在手订单快速增长6 图10：半导体设备国产化率有望加速提升6 图11：华海清科CMP市场份额加速提升6 图12：检测设备跨越多个技术领域7 图13：国内主要检测与量测设备厂商晶圆制造环节产品布局及市场空间8 图14：国内检测与量测设备头部厂商产品覆盖度相比KLA提升空间广阔8 图15：国内外主要半导体设备厂商毛利率对比（2021）9 图16：国内外主要半导体设备厂商净利率对比（2021）9 图17：KLA设备平均使用寿命达12年（装机量，台）9 图18：KLA服务收入呈指数级增长9 图19：KLA股价表现大幅跑赢纳斯达克指数（以2010年初股价为基数计算）10 图20：科磊主营业务收入情况11 图21：KLA产品优势11 图22：KLA研发投入大于大多数同业竞争者在检测设备领域的营收-2021（单位：百万美元）12 图23：KLA研发投入情况12 图24：KLA拥有强大的客户基础12 图25：KLA外延收购吸收先进技术13 图26：KLA产品覆盖半导体制造全过程13 1.前道检测与量测设备市场空间大，已进入放量前夜 检测与量测设备是集成电路制造核心设备之一，是保证芯片良率的关键。检测与量测设备是应用于芯片制造工艺过程中的测量类设备和缺陷（含颗粒）检查类设备的统称。检测指在晶圆表面上或电路结构中，检测其是否出现异质情况，如颗粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷；量测指对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出的量化描述，如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。随着芯片结构的不断细微化和工艺的不断复杂化，工艺检测设备在先进前段生产线中发挥着越来越重要的作用。 图1：检测与量测设备示意图图2：检测与量测主要应用 数据来源：上海精测官网、东方证券研究所数据来源：中科飞测招股书、东方证券研究所 检测与量测设备品类众多，贯穿整个芯片生产流程。薄膜沉积、光刻、掩膜、刻蚀、离子注入、 CMP、清洗等每个工艺环节的质量控制均需要用到检测与量测设备。 图3：检测与量测工艺贯穿整个芯片生产过程 主要产品 前道制程 先进封装 薄膜沉积 光刻 掩膜 刻蚀 离子注入 CMP 清洗 光刻 刻蚀 电镀 键合 检测设备 掩膜版缺陷检测设备 - - ★ - - - - - - - - 无图形晶圆缺陷检测设备 ★ ★ - ★ ★ ★ ★ - - - - 图形晶圆缺陷检测设备 - ★ - ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 纳米图形晶圆缺陷检测设备 - ★ - ★ ★ ★ - - - - - 电子束缺陷检测设备 - ★ - ★ ★ ★ - - - - - 电子束缺陷复查设备 - ★ - ★ ★ ★ - - - - - 量测设备 关键尺寸量测设备 - - - ★ - - - ★ ★ ★ ★ 电子束关键尺寸量测设备 - ★ - ★ - - - ★ - - - 套刻精度量测设备 - ★ - - - - - - - - - 晶圆介质薄膜量测设备 ★ ★ - - - - - ★ ★ ★ ★ X光量测设备 ★ - - - ★ - ★ - - - - 掩膜版关键尺寸量测设备 - - ★ - - - - - - - - 三维形貌量测设备 - - - - - ★ ★ ★ ★ ★ ★ 晶圆金属薄膜量测设备 ★ - - - - ★ - - - ★ - 计数 4 8 2 7 6 7 4 5 5 5 4 数据来源：中科飞测招股书、东方证券研究所 检测与量测设备2022年国内市场约200亿人民币，KLA等美系厂商主导。全球半导体检测和量 测设备市场保持高速增长态势，2021年全球市场规模达100亿美元，预计2022年将达到112亿美元，中国市场在全球中占比约29%，2022年国内市场空间约200亿元。前道检测设备领域中，科磊（KLA，美国）在大部分量测设备处于龙头地位，占全球51%的市场份额；阿斯麦（ASML，荷兰）量测业务优势领域在套刻误差测量、电子束检测，应用材料（AMAT，美国）优势领域也在电子束检测，新星测量仪器（Nova，以色列）优势领域在膜厚检测设备，日立（Hitachi，日本）则主要是CD-SEM（关键尺寸量测-电子束）处于行业领先地位，雷泰光电（Lasertec，日本）则聚焦EUV掩模版检测，创新科技（OntoInnovation，美国）优势在于关键尺寸测量和缺陷检测。 图4：全球检测与量测设备市场规模图5：全球检测与量测设备市场格局-2020 120 100 80 2%7.80% 3% 5% 科磊（KLA）应用材料 日立 全球检测设备市场规模（亿美元）112 中国检测与量测设备市场规模（亿美元）100 69 62 54 57 39 29 32 18 6 8 13 13 60 40 20 0 2016201720182019202020212022E 6% 6% 9% 12% 51% 雷泰光电创新科技阿斯麦 新星测量仪器康特科技 其他 数据来源：Wind、Gartner、东方证券研究所数据来源：中科飞测招股书、VLSIResearch、QYResearch、东方证券研究所 检测与量测设备国产率不足3%，是未来长存、长鑫等产线扩产需要突破的关键环节。今年10月7日，美国商务部工业和安全局（BIS）公布了一系列更广泛的出口管制新规，半导体制造端限制延伸至18纳米或以下的DRAM芯片、128层或以上的NAND闪存芯片和14纳米或以下的逻辑芯片。直接导致国内长江存储、合肥长鑫等产线扩产规划受阻，相关厂商如果未来想在此次新规限制的技术范畴内扩产，检测量测设备的突破将成为关键的一环。根据我们的测算，国内头部厂商中科飞测、精测电子、上海睿励2021年在国内检测量测设备市场份额仅1.9%、0.7%、0.2%，行业国产化率未来3-5年至少10倍级提升空间。从确定性的角度看，国内主要存储、先进逻辑产线扩产诉求强烈，检测与量测设备突破必要性强。 图6：中国检测与量测市场格局-2020图7：国内检测与量测设备国产化率仅不足3% 2% 3% 20.00% 4% 7% 9% 55% 科磊（KLA）应用材料 日立 雷泰光电阿斯麦康特科技其他 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 检测量测设备收入（亿元）-2021国内份额 1.9% 0.7% 0.2% 中科飞测精测电子上海睿励 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% 0.5% 0.0% 数据来源：中科飞测招股书、VLSIResearch、QYResearch、东方证券研究所数据来源：wind、东方证券研究所 设备验证有望加速，精测电子等头部厂商已有放量势头。由于过去国内检测与量测市场主要由美系厂商主导，国内厂商体量较小，我们预计，美国半导体管制新规后国内检测与量测设备厂商有望受到下游晶圆厂、政府部分鼎力支持