机械行业研究-半导体设备研究系列之明暗场缺陷检测设备：一“明”一“暗”检缺陷，相辅相成提良率
敬请参阅最后一页特别声明 -1- 证券研究报告 2022年12月9日 行业研究 一“明”一“暗”检缺陷，相辅相成提良率 ——半导体设备研究系列之明暗场缺陷检测设备 机械行业 前道量检测是半导体晶圆制造的关键工序之一，其中明场和暗场检测是重要的检测环节，对芯片制造起着至关重要的作用，是提高产品良率、降低生产成本、推进工艺迭代的重要环节，在多个方面存在很大的不同。 根据应用技术的不同，现阶段的前道缺陷检测主要包括电子束检测和光学检测，其中光学检测技术凭借速度快、无接触、非破坏和易于在线集成等优点被广泛应用。常见的光学缺陷检测系统分为明场系统和暗场系统，二者在照明方法、成像原理等方面存在较大差异，相应地，在技术难度上也有一定差别，整体而言明场系统对照明光束物理特征、成像系统、信噪比等方面的要求更加严格。一般来说，无图形晶圆的缺陷检测使用暗场系统，有图形晶圆的缺陷检测使用明场系统或是二者的结合。 2021年，按销售额计，前道量检测设备在半导体制程设备市场中占比11%，缺陷检测在前道量检测市场占比高达55%，其中有图形晶圆检测设备市场占比约34%，随着下游需求扩张，缺陷检测市场空间广阔。 半导体量检测设备是第四大制程设备环节，诞生大公司KLA。量检测设备的市场规模小于刻蚀、薄膜沉积设备、光刻机，但大于清洗设备、CMP、离子注入、Track、电镀等环节。2021年，按销售额计，前道量检测设备全球市场规模104亿美元，占WFE市场的11%，随着新能源汽车、光伏产业、工业控制等下游需求不断扩张，半导体行业具有较大的发展空间，2021年全球半导体设备市场增速高达44.10%，国内市场增速高达58.23%。SEMI预测，全球半导体设备市场规模将在2022年达到1175亿美元，在2023年达到1208亿美元。前道量检测设备是半导体设备市场的重要组成部分，按销售额计，缺陷检测设备在前道量检测设备中占比约达55%，更具体地，有图形晶圆检测设备占比约为34%，缺陷检测市场前景广阔。 半导体量检测设备市场主要由国外厂商垄断，尽管目前中国大陆已经成为全球最大的前道量检测市场，国内厂商市场份额占比仍然较小。 国际市场上KLA一枝独秀。根据Gartner统计，在2021年全球半导体前道量检测设备市场中，KLA一家独大，按销售额计，KLA的全球占有率高达52%，另外应用材料占比12%，日立高新占比11%，行业CR3达到75%。 国内厂商后起直追，上海精测、中科飞测、东方晶源、睿励、御微等初露头角，天准科技通过收购Muetec、赛腾股份通过收购Optima，布局量检测业务。 明场缺陷检测、暗场缺陷检测也有本土厂商布局：上海精测、中科飞测。 精测电子：明场光学缺陷检测设备已取得突破性订单，参股公司上海精测已斩获两台明场检测BFI100型设备订单，该型号设备主要用于65nm-180nm的半导体产线制程监控。公司在有图形晶圆缺陷检测领域具有较大的发展潜力，有望加速推进进口替代并实现公司市场份额的进一步扩张。 中科飞测：具有暗场缺陷检测的核心技术储备，例如用以实现高精度无图形晶圆缺陷高速检测的深紫外成像扫描技术。 投资建议：建议关注在明场检测设备已有突破性进展的精测电子、专注晶圆缺陷检测的中科飞测。 风险分析：产品研发进度不及预期、下游需求量低于预期。 买入（维持） 作者 分析师：杨绍辉 执业证书编号：S0930522060001 021-52523860 yangshaohui@ebscn.com 行业与沪深300指数对比图 -37%-25%-13%-2%10%12/2103/2206/2208/22机械行业沪深300 资料来源：Wind 相关研报 半导体行业景气度回升，先进制程工艺提升带动设备环节量价齐升——机械行业周报2022年第48周（11.20-11.26）（2022-11-29） 量测设备空间大格局好，上海精测、中科飞测等国产品牌蓄势待发——半导体量测设备行业跟踪（2022-11-24） 技术主权之争主导设备需求，半导体设备进口替代是主旋律——全球半导体设备与零部件行业2022年三季报总结（2022-11-06） 要点 敬请参阅最后一页特别声明 -2- 证券研究报告 机械行业 目 录 1、 前道缺陷检测：良率的关键 .............................................................................................. 4 1.1、 缺陷检测：半导体晶圆制造的“眼睛” ................................................................................................. 4 1.2、 明场检测与暗场检测：系统原理大相径庭 ............................................................................................. 4 1.3、 无图形晶圆与有图形晶圆：检测方法有所不同 ...................................................................................... 5 1.4、 明场检测的技术难度与系统复杂程度更高 ............................................................................................. 7 2、 前道缺陷检测设备市场规模广阔 ....................................................................................... 8 2.1、 半导体设备持续增长，有图形晶圆检测前景广阔 .................................................................................. 8 2.2、 海外垄断程度较高，KLA龙头地位稳固 .............................................................................................. 10 2.3、 国内设备公司：初露锋芒，后起直追 ................................................................................................... 10 3、 重点公司分析 .................................................................................................................. 11 3.1、 精测电子：明场缺陷检测设备取得突破性订单 .................................................................................... 11 3.2、 上海睿励：深耕前道量检测，产品填补国内产业链重要空白 .............................................................. 13 3.3、 中科飞测：主打晶圆缺陷检测设备，交付多条主流产线应用 .............................................................. 14 4、 风险分析 ......................................................................................................................... 16 敬请参阅最后一页特别声明 -3- 证券研究报告 机械行业 图目录 图 1：镜面反射与明暗场检测基本原理 .............................................................................................................. 4 图 2：明场检测（左）与暗场检测（中：成像法，右：非成像法）示意图 ....................................................... 5 图 3：无图形晶圆的缺陷检测 ............................................................................................................................ 6 图 4：美国KLA公司Surfscan SP1缺陷检测系统原理图 ................................................................................... 6 图 5：有图形晶圆的缺陷检测 ............................................................................................................................ 7 图 6：典型明场光学缺陷检测设备的光路原理 ................................................................................................... 7 图7：2013-2021年全球及中国半导体设备市场规模（亿美元） ........................................................................ 8 图8：2014-2021年全球及中国半导体设备市场增速（%） ................................................................................ 8 图9：2021年半导体设备细分市场规模（百万美元）及占比（以销售额计） ................................................... 9 图10：2016-2022年中国前道量检测设备市场规模（亿美元） .......................................................................... 9 图11：2021年前道量检测设备细分市场规模占比（以销售额计） .................................................................... 9 图12：2021年前道量检测设备进一步细分占比（以销售额计） ....................................................................... 9 图 13：2021年全球前道量检测设备竞争格局（以销售额计） ................
