当前位置:首页 > 家装报价 >  > 正文
2023年中科飞测研究报告 专注于高端量检测设备
来源:中泰证券  时间:2023-05-19 14:56:31
字号:

1.中科飞测:大陆量检测设备领先厂商,产品种类丰富

1.1 业务介绍:推出 6 种量检测设备,应用于前道制程和先进封装

中科飞测专注于高端量检测设备,产品种类丰富。中科飞测主营产品为 检测和量测两大类半导体专业设备,自 2014 年成立以来,陆续实现多 项突破。1)从产品种类来看,目前公司已推出 6 大产品种类,分别是 无图形晶圆检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、3D 曲面玻璃量测设备、 三维形貌量测设备、套刻精度量测设备和薄膜膜厚量测设备,对应的量 检测设备市场空间占比为 27.2%,同时公司正在研发纳米图形晶圆缺陷 检测设备、晶圆金属薄膜量测设备等。2)从产品工艺节点来看,公司 已量产多款 28nm 及以上量检测设备,2Xnm 套刻精度量测设备正在验 证,已取得客户订单,1Xnm 无图形晶圆检测设备处于研发中,公司产 业化进程处于国内领先地位。

公司主营产品应用于下游集成电路前道制程和先进封装。公司主营产品 为面向集成电路前道制程和先进封装的质量控制装备。前道检测主要是 以光学和电子束等非接触手段,针对光刻、刻蚀、薄膜沉积等制造环节 的质量控制。先进封装属于中道检测对象,主要是以光学等非接触式手 段控制布线结构、凸点与硅通孔等制造环节的质量。此外,后道封测环 节也需要质量控制装备,公司并未涉及。目前公司的质量控制设备主要 分为检测设备和量测设备两大类。 1)检测设备:检测设备的主要功能是测试晶圆表面或电路结构中是否 出现异质结构,如颗粒污染、表面划伤、开短路等对于芯片工艺功能具有不良影响的特 征性结构缺陷。主要包括无图形晶圆缺陷检测设备系列 和图形晶圆缺陷检测设备系列。 2)量测设备:量测设备的主要功能是对被观测晶圆电路上的结构尺寸 和材料特性,如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参 数测量。在精密加工领域,量测设备主要用于精密结构件的三维尺寸量 测。主要包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备、3D 曲面玻璃量测 设备系列。


(相关资料图)

1.2 股权结构:背靠顶尖科研机构,众多产业、战略投资者

实控人为 CHEN LU 和哈承姝夫妇,股权激励有利于激发团队积极性。 截至 2023 年 2 月中旬,中科飞测实控人为 CHEN LU(陈鲁)、哈承姝 夫妇,通过持有苏州翌流明和小纳光直接持有公司股份,共同控制公司 30.54%的股份,为公司第一大股东。CHEN LU(陈鲁)先生担任公司 董事长,同时也是公司核心技术人员,哈承姝女士担任公司董事兼总经 理。此外,国投科技成果转化创业投资基金企业(有限合伙)持股比例为 15.19%,顶尖科研机构中科院微电子所持有公司 4.84%的股份,产 业投资者哈勃持股 3.30%,中芯国际间接持股公司 2.42%的股份。实控 人 CHEN LU 先生带领团队致力于质控设备技术创新,深耕于光学检测 技术、大数据检测算法和自动化控制软件等领域,不断提高设备灵敏度、 重复性精度等功能性指标,使得大陆产品达到国际先进水平。目前中科 飞测通过小纳光(有限合伙)作为员工持股平台,实现了对于核心团队 人员的股份激励。董事、监事,高级管理人员和核心技术人员均持有一 定比例的公司股份,充分激发团队积极性。

设立多家子公司分别负责质控设备的研发、销售、原材料设备采购等环 节。公司多家子公司分别承担高端质量控制设备的研发、销售、原材料 设备采购等工作。厦门飞测负责与销售相关的客户服务支持工作,广州 飞测、北京飞测、上海飞测负责设备的研发和生产,在光学检测技术、 大数据检测算法和自动化控制软件等领域不断创新。香港飞测负责关键 零部件的采购和设备销售;公司于 2022 年再度设立成都飞测和武汉飞 测两家公司,目前暂未开展业务。

1.3 财务情况:业务规模持续扩张,研发项目稳步推进

近年来整体营收快速增长。近四年内,公司整体营收呈上行趋势, 2019-2022 年,公司营收分别为 0.56/2.38/3.61/5.09 亿元,保持较高的 增长率,这主要是源于公司掌握的高端量检测设备核心技术维持主营业 务收入的不断增长以及产品日益丰富引发的客户需求增加。

检测设备口碑效应明显,带动营收快速增长。公司在量检测设备的核心 技术上突破了国外垄断,填补了大陆高端半导体量检测设备的市场空白。 公司在 2019-2022 阶段检测设备营收迅速增长,占比不断增加,检测设 备在近四年内为公司主要营收来源,占营收比重平均 65%以上。检测设 备销量快速增长。主要有三部分的原因:1)检测设备通过下游知名客户验证后,口碑效应明显,产品迅速获得市场认可。2)公司持续对各系列 设备进行优化升级,逐步进入高端市场,使得产品销售均价呈现上升态 势。其他业务收入主要为备品备件销售收入和劳务服务收入,该部分占 总营收比例较低。3)以 2020 年为例,检测设备市场规模占量检测设备 总体市场规模的 62.6%,占比较高,市场空间比较大。

检测设备销售占比提升,型号升级带动毛利率持续攀升。1)毛利率: 2019-2022 公司毛利率为 33.9%/41.12%/48.96%/48.67%,整体呈现上 升趋势,其变动主要来自产品结构变动和主要产品毛利率的波动。公司 主营业务收入主要来自检测设备,2019-2020 期间,毛利率上升主要来 自于检测设备 SPRUCE-800 型号销售占比提升。2020-2021 期间, SPRUCE-800 销售占比提升、检测设备 BIRCH-100、量测设备 CYPRESS-T910 单价提升同时成本下降,公司毛利率上升。2)净利率: 2019-2022 净利率为-174.1%/16.7%/14.8%/2.31%,2019 年净利率为 负,系股权激励计划中一次性计入股利支付金额较大,研发项目初期原 材料费用较高。2020/2021 年净利率转负为正,2022 年多项研发项目加 大投入,研发费用较高,净利率降低。

销售规模持续扩大,研发费用快速增长。2019-2022 年期间费用率分别 为 245.5%/37.7%/45.2%/62.66%,整体呈现下降趋势。1)销售费用: 2019-2021 年期间公司销售费用率分别为 21.5%/7.8%/8.8%,其变动主 要是由于公司销售规模变化导致各项费用发生改变。2022 年上半年提升至 17.92%主要是由于公司当期收入规模较小以及销售人员数量增长较 快。2)研发费用:2019-2022 年研发费用分别为 0.56/0.46/0.95/2.06 亿元,占比 100.01%/19.43%/26.36%/40.40%,整体呈现先降后升趋势, 19 年研发费用较高系项目初期研发样机材料费用较高,后续项目逐渐优 化,该类费用下降。22 年该比率出现大幅度增长,其原因在于公司开展 纳米图形晶圆检测设备、14-10 纳米无图形晶圆缺陷检测设备等研发项 目,材料费用上涨。3)管理费用:公司 2019-2022 年管理费为 0.68/0.25/0.40/0.60 亿元,占比为 120.9%/10.7%/11.02%/11.79%,公 司 19 年管理费用较高系员工股权激励一次性计入股份支付费金融较大, 19 年股份支付费用为 0.48 亿元。之后在 20-22 年恢复正常水平。4)财 务费用:2019-2022 年,公司财务费用为 0.018/-0.005/-0.035/-0.005 亿 元,占比为 3.15%/-0.21%/-0.97%/-0.09%,报告期内财务费用波动较大, 系借款规模变化导致的利息费用、汇率波动以及新租赁准则等因素综合 影响。

专注攻克核心技术,盈利增速不及营收。2019-2022 年,公司扣非净利 润分别为-0.72/-0.01/0.03/-0.88 亿元。相较于营收规模及增速,公司扣 非净利润规模较小、增速较缓。公司持续进行技术研发,开展多项量检 测设备领域核心技术研究。2019 年,项目初期,资金主要投入样机设备 搭建。股权激励计划提升管理费用。2020-2021 年,各类员工队伍迅速 扩张及销售规模进一步扩大,销售费用,管理费用均由有上升态势。2022 年上半年,公司开展纳米图形晶圆检测设备、14-10 纳米无图形晶圆缺 陷检测设备等研发项目,研发投入再次上升。三费综合变动导致公司在 19-22 年扣非净利润上升幅度缓慢。但在当前研发项目未来投产之后, 有望迅速占领产品市场,带动扣非净利润快速回升。

1.4 研发能力:核心技术人员背景深厚,持股平台提升凝聚力

重视研发投入,研发费用率行业领先。2019-2021 年公司研发费用分别 为 5.60/4.62/9.5 千万元,期间虽然有较大波动,但整体研发费用率仍显 著高于可比公司平均水平,系公司处于发展的早期阶段。2022 研发费用率为 40.40%,主要是由于公司在检测设备领域开展新的研发项目,项 目初期需要材料设备等相关投入。

研发人员占比较高,增速行业领先。截至 2022 年末,公司技术研发人 员占比达到 43%,可比公司中微公司、芯源微、盛美上海、华海清科、 华峰测控的研发人员占比为 43%/34%/43%/29%/39%,公司研发人员占 比处于同行业领先水平。此外从增长速度来看,2020、2021、2022 三 阶段,中科飞测公司的研发员工增速分别为 26.0%/84.3%/45.3%,增长 迅速的原因一方面是公司研发项目增加,另一方面是公司研发人数基数 小,亟需扩增团队。

核心技术人员背景深厚,持股平台提升凝聚力。公司董事长 CHEN LU 先生于 2014 年 任公 司董事兼 总经理 , 此前曾就 职 于 Rudolph Technolgies、KLA 半导体、中科院微电子所等多所知名企业,现为中科 飞测公司董事长。其余两位核心技术人员黄有为、杨乐均为光学工程博 士研究生,曾任中科院微电子所助理研究员,目前任公司首席科学家。 公司研发团队背靠中科院微电子所,作为国内顶尖科研机构,中科院微电子所在公司成立之初就入股,截至 23 年 2 月,持有公司 4.84%的股 份。多位核心员工曾于中科院微电子所与公司处双边任职,同时公司与 中科院微电子所合作研发及申报了多个项目。强大的研发团队和股东背 景无疑是公司技术创新的一大动力来源。此外,小纳光作为员工持股平 台,持有公司 7.86%的股份,公司在 2019 年因股权激励确认了股份支 付费用 4847.58 万元,公司高管及核心技术人员等均持有公司股份。长 期股权激励机制有利于提升公司凝聚力。

1.5 募投项目:新建产能+研发中心,为产品放量奠定基础

公司产能紧张,亟需扩产满足国产替代需求。随着公司业务不断扩大, 产品种类不断增加,产能愈发紧张,2019 至 2022 年,公司产能利用 率分别为 51.7%/82.7%/104.9%/82.9%,近三年产能利用率均超过 80%,亟需扩产满足下游晶圆厂扩产及国产替代需求。

募投资金主要用于新建产能+升级研发中心。公司募投项目有:1)高 端半导体质量控制设备产业化项目:产能扩充规划为新增 150 台检测 设备产能和 80 台量测设备产能,项目预计 2025 年达产。新增产能有 望保障公司对客户的稳定供货,提高公司在大陆的市占率,促进公司 主营业务的持续增长。2)研发中心升级建设项目:对深圳研发中心 场地的改造升级,通过购臵先进的研发、测试设备,引进优秀技术人 才,实现公司现有研发平台的优化升级。该研发中心重点针对无图形 晶圆缺陷检测设备、纳米图形晶圆缺陷检测设备等相关方向展开深入 研发,进一步提升公司的技术实力。

2. 量检测设备国产化率不足 3%,国产替代空间广阔

2.1 市场规模:全球市场约 80 亿美金,下游扩产+制程迭代带动市场增长

大陆是全球第一大半导体设备市场,22 年占比达 26.3%。根据 SEMI 数据,2022 年全球半导体设备市场规模为 1076 亿美元,大陆半导体设 备市场规模为 283 亿美元,占比约 26.3%,连续三年稳居全球第一大半 导体设备市场。在市场规模稳步增长的同时,大陆下游晶圆厂商基于供 应链安全,积极扶持大陆半导体设备企业的发展,半导体设备国产替代 正加速进行中,空间广阔。

21 年大陆量检测市场规模约 25 亿美元,近 5 年 CAGR 约 30%。根据 SEMI 统计,2021 年全球量检测设备市场规模在晶圆生产设备总市场规 模中位列第四,排名前三的依次为刻蚀、光刻、CVD 设备。具体数值来 看,2021 年全球半导体量检测设备市场规模为 80.3 亿美元,2016-2021 年全球半导体量检测设备市场的 CAGR 为 11.0%。受益于下游晶圆厂大 幅度扩产,近年来大陆量检测设备市场迅速扩张。VLSI Research 数据 显示,2021 年中国大陆半导体检测与量测设备的市场规模为 25.3 亿美 元,同比增长 20.5%,是全球第一大市场,同时,大陆市场增长迅速, 2016-2021 年复合增长率为 29.3%,显著高于全球市场的增长率。

细分领域中检测设备占比为 62.6%,量测设备占比为 33.5%。根据 VLSI Research 的统计,2020 年半导体检测和量测设备市场销售额为 76.5 亿 美元,其中,检测设备占比为 62.6%。主要产品包括无图形晶圆缺陷检 测设备、图形晶圆缺陷检测设备、掩膜检测设备等;量测设备占比为 33.5%,包括三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备(晶圆介质薄膜量 测设备)、套刻精度量测设备、关键尺寸量测设备、掩膜量测设备等。所 有量检测设备中,纳米图形晶圆缺陷检测设备市场份额占比最高,达 24.7%。

2.2 产业角色:量检测设备是芯片良率的“守护者”

质量控制环节贯穿整个芯片生产过程,量检测设备用于前道制程和先进 封装。集成电路工艺主要分为前道工艺、中道先进封装工艺和后道封装测试,其中前道主要是光刻、刻蚀、清洗、抛光、离子注入等,中道主 要是重布线结构、凸点与硅通孔等先进封装工艺环节,后道主要是互连、 打线、密封、测试等。整个集成电路生产过程都离不开质量控制,应用 于前道制程和先进封装的质量控制工艺又分量测和检测。1)量测(量 准参数才能控制):指对晶圆电路的结构尺寸、材料特性等做出量化的结 果描述,常见的量测种类有套刻误差、膜厚、关键尺寸、面形等,将参 数量测准确才能更好的进行控制。2)检测(发现缺陷才能修正):指发 现晶圆表面或晶圆电路的异质情况,如气泡缺陷、颗粒污染、划痕、异 物缺陷、图案缺陷等,发现缺陷是为了后续进行修正。

量/检测是芯片良率、工艺迭代的关键因素。在芯片的制造过程中,工艺 步骤多达上千个,只有在每一步关键制程工艺结束后及时进行在线量测、 检测,并将结果实时准确的反馈给系统,才能及时的修改,避免错误。 因此前道量/检测在芯片制程中起着至关重要的作用,是提高芯片良率、 降低制造成本、推进工艺迭代的重要环节。

IC 制程节点缩小,对检测设备要求不断提高。随着半导体工艺节点的不 断发展,晶圆的线宽不断缩小,对缺陷检测的要求也越来越高。例如, 一颗 0.2 微米的颗粒缺陷,在 55nm 制程节点的晶圆上对后续图形层不 会产生显著影响,而在 28nm 制程节点的晶圆上经过后续刻蚀等工艺会 直接造成图案的异常,导致芯片失效,降低芯片良率。根据 Yole 数据, 工艺节点每缩减一代,工艺中致命缺陷的数量就会增加 50%。因此,工 艺节点的不断发展将带来更高的检测要求和更大的检测需求。

2.3 行业壁垒:多学科技术融合,硬件端+软件端筑造高技术壁垒

光学检测技术占据 75%的市场份额,电子束、X 光技术应用场景较小。 半导体量/检测技术路线有光学检测技术、电子束检测技术、X 光量测技 术等,其中应用最为广泛的是光学检测技术。根据 VLSI Research 和 QY Research 的数据,2020 年全球量/检测设备市场中,光学检测技术、 电子束检测技术、X 光量测技术所占据的市场份额分别为 75.2%、18.7% 及 2.2%。1)光学检测技术。指使用光束照射晶圆表面,通过收集反射 光或散射光信息得到检测结果。该技术特点是精度高、速度快,因此应 用场景广泛,可用来测量套刻精度、三维形貌、膜厚等,是目前最关键 的检测技术。2)电子束检测技术。指电子束打到硅片表面后会反射二 次电子,通过收集二次电子并把它转化为电信号从而得到硅片表面放大 的形貌像。由于电子束波长远短于光的波长,波长越短,精度越高,因 此电子束检测的精度高于光学检测技术,但电子束技术速度较慢,仅为 光学检测技术速度的 1/1000 不到,实际使用受限,并不能取代光学检测 技术进行大规模检测,常用于晶圆关键区域的抽样检测及纳米量级尺度 缺陷的复查,和光学检测技术互补使用。3)X 光量测技术。指基于 X 光的穿透力对晶圆进行测量。X 光量测技术具有无损伤的优点,但速度 慢,因此常用于检测特定金属成分等特定场景。

光学检测技术按功能分为检测和量测,检测领域的光学检测技术可进一 步划分为明场和暗场检测。 1)在检测领域,光学检测技术应用于无图形晶圆激光扫描检测、图形 晶圆成像检测和光刻掩膜板成像检测。根据接收的光学信号的不同,光 学缺陷扫描分为明场和暗场缺陷扫描。原理是:通过分析晶圆上 3 个相 邻的晶粒差异来实现,通过对左右晶粒的对比,有差异的地方就判定为 是缺陷。明/暗场区别是:明场设备通过晶圆表面垂直反射的光信号来分 析缺陷,而暗场设备以小角度将光线投射到晶圆表面,通过晶圆表面散 射的光信号来分析缺陷,明场设备相较于暗场设备灵敏度更高但扫描速 度更慢。目前主流的无图形晶圆表面缺陷检测设备基于暗场散射检测原 理,图形晶圆成像检测设备既有明场设备也有暗场设备。 2)在量测领域,光学检测技术基于光的波动性和相干性实现测量远小 于波长的光学尺度,应用于三维形貌量测、薄膜膜厚量测、套刻精度量 测、关键尺寸量测。

量/检测设备壁垒体现在硬件端和软件端:

硬件端:为了提高检测精度与检测效率,对硬件端的要求越来越高。量 检测设备包含众多零部件,是多学科技术的整合与集成,其中难度较大 的零部件有光源、物镜、工件台和 TDI 相机。1)光源。根据瑞利衍射 公式,主要有两种途径提高显微镜分辨率,一种是缩短波长,另一种是 增加物镜的直径,因此光源波长不得不朝着越来越短的趋势发展,尤其 是 EUV 光刻机问世后,193nm 的光学检测分辨率在光罩检测中已经无 法满足要求。而 EUV 波段光学检测技术具备无可替代的优势:①可以检 测光罩相位缺陷;②部分缺陷只有 13.5nm 波段可以检测出来。随着 IC 制程不断发展,未来量检测设备离不开 EUV 波段和 X 射线波段。2)物 镜。为了提高显微镜分辨率,需要增加物镜的数值孔径,镜片的直径越 大,则对镜面的平整度要求越高。3)工件台。半导体量测设备是晶圆 厂主要的设备投资之一,量测设备检测速度和吞吐量的提升能有效降低 晶圆的平均检测成本——故量测设备的检测效率是晶圆厂选购时的重要 考量。工件台的速度和加速度会影响设备吞吐量,因此对工件台的速度 和加速度要求不断增加。4)TDI 相机。晶圆表面的图像拾取由时域延迟 积分(TDI)传感器完成。该传感器可在较低的光照水平下提供高速、连续的图像拾取,其行频参数影响设备吞吐量。目前大陆厂商的 TDI 相机技 术积累远落后于日本滨松等海外厂商。

软件端:大数据检测算法和软件重要性凸显。随着晶圆制程已达到或接 近量测设备光学系统的极限分辨率,最新的光学检测技术,已不再简单 依靠解析晶圆的图像来捕捉缺陷,而需结合深度的图像信号处理软件和 算法,从有限的信噪比图像中寻找微弱的异常信号。相关软件和算法专 业性强,需要较长时间的数据积累与训练,周期长。而国产厂商起步时 间较海外龙头晚,算法积累深度上不及海外龙头,且未来随着量测设备 精度、速度要求越来越高,对算法的要求亦越来越高。这些都进一步强 化了量测设备的技术壁垒。

全球量检测龙头厂商 KLA 的最高技术壁垒产品是 Axion 设备。3D 结构 分析一直是量检测领域的一大难点,目前代表着 KLA 最高技术水平的量 检测设备是 Axion 就是用来测量 3D NAND 和 DRAM 芯片中高深宽比的 孔和沟槽以及其他复杂形状的极高结构。Axion 设备原理是发射透射式 X 射线致晶圆表面产生小角散射,再采用超长传输路径使光散射出来,利 用传感器检测 X 光在不用角度上的角谱,重建三维结构。该设备代表着 KLA 领先的技术创新精神,是目前量检测设备行业的巅峰产品。

2.4 竞争格局:美日厂商垄断市场,国产替代道阻且长

全球市场:KLA 一马当前,前五大公司合计占比为 82.4%。全球半导体 检测和量测设备市场集中度较高,根据 VLSI Research 的统计,前五大 公司均来自美国和日本,分别为 KLA(美国)、应用材料(美国)、日立 (日本)、雷泰光电(日本)、创新科技(美国),合计市场份额占比超过 了 82.4%,其中 KLA 半导体一马当先,在检测与量测设备的合计市场份 额占比为 50.8%,是全球量检测设备龙头厂商。

中国市场:KLA 占比超 50%,美日公司垄断大陆市场。目前大陆市场 由海外企业占据主导地位,其中 KLA 半导体在中国市场的占比最高且增 速较快,根据 VLSI Research 的统计,KLA 半导体在中国大陆市场的占 比超过 50%,近 5 年的销售额复合增长率超过 35.7%,高于其在全球约13.2%的复合增长率。

大陆厂商奋起直追,未来国产替代空间广阔。大陆量检测设备厂商目前 主要分为两类。一类以精测电子、中科飞测、上海睿励为代表。该类公 司专注研发,依靠自身产品优势在无图形缺陷检测、形貌量测、膜厚量 测多领域开拓市场。另一类主要有长川科技、赛腾股份、天准科技等公 司。通过收购海外公司进入市场,依靠海外公司已有技术和客户资源抢 占市场份额。2018/2019/2020 年,精测电子、上海睿励及中科飞测三家 厂商在量/检测设备市场中的合计市占率分别为 0.69%/0.60%/2.31%, 国产化率较低但呈现快速增长趋势。在当前美国制裁不断升级的国际背 景下叠加需求稳定增长,未来国产设备替代空间广阔。

3. 公司持续提升产品广度与深度,市占率有望稳步提升

3.1 掌握多项光学检测核心技术,研发向 1Xnm 迈进

公司经过多年研发与积累已筑造技术护城河,具备先发优势。如前文所 述,半导体量检测行业具有极高的技术门槛。一方面,半导体量检测设 备是光学、自动化控制、算法等多学科技术的整合与集成,无论是硬件 端还是软件端均需要多年的研发、经验积累,壁垒较高。另一方面,新 设备研发完成后,需要市场推广和客户验证,验证周期几乎都在 6 个月 以上,新公司难在短时间内形成市场竞争力。中科飞测经过多年的技术 积累,已掌握的核心技术包括光学检测技术、大数据检测算法及自动化 控制软件等 9 项核心技术,均已量产,形成技术护城河。基于核心技术 的突破,公司产品的灵敏度、吞吐量、重复性精度等核心指标实现了提 升,主力产品均经历了较长时间的研发与验证,研发周期在 1-5 年,验 证周期在 2-16 个月,具备先发优势。目前公司的研发主要有两个方向, 一方面对已有产品不断迭代升级,另一方面,公司持续新技术与新产品, 在研项目有纳米图形晶圆缺陷检测设备、关键尺寸量测设备和 14-10nm 无图形晶圆缺陷检测设备。

公司在细分产品领域已率先实现国产替代,未来可拓展客户空间广阔。 当前大陆半导体量检测设备行业国产化率极低,不到 3%,中科飞测通 过不断挖掘新客户,主营产品已在细分领域实现了不同程度的国产替代。 根据 VLSI Research 及中商产业研究院数据,2021 年大陆量测检测设 备市场空间约 25.3 亿美元,约 177.1 亿人民币。假设中国量测检测设备 结构占比与全球相同,则可以得到大陆无图形晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备、薄膜膜厚量测设备、三维形貌量测设备的市场空间 分别为 17.18、11.16、5.31、1.59 亿元,公司各产品市占率分别为 9.9%、 8.5%、3.4%、44.0%。公司取得的市场份额约有一半来自新客户,2020 年及 2021 年新客户占比均超过 50%。由于行业国产化率低,出于供应 链安全考虑,下游客户均有较强意愿引入新供应商,未来公司通过老客 户持续放量+开拓新客户,有望实现国产化率的进一步提升。

公司产品种类丰富,产业化进展领先,同时布局新品进一步打开市场空 间。从产业化进程来看,公司较为成熟的产品包括无图形晶圆缺陷检测 设备、图形晶圆缺陷检测设备、三维形貌量测设备、薄膜膜厚量测设备, 均已取得批量订单。公司在 28nm 以下产线的设备研发上也有一定成果, 2Xnm 以下产线的套刻精度量测设备 DRAGONBLOOD-600 型号备已完 成研发,正在产线进行验证,并取得两家客户的订单。从市场空间来看, 公司已推出的设备对应的市场空间占量检测设备总市场空间的 27.2%。 正在研发纳米图形晶圆缺陷检测设备、晶圆金属薄膜量测设备和关键尺 寸量测设备,对应的市场空间分别为 24.7%、0.5%和 10.2%,待产品研 发成功后,公司产品所对应的市场空间占比将达到 62.6%,进一步打开 成长天花板。

3.2 细分产品领域填补大陆空白,性能对标海外龙头

公司在细分产品领域填补大陆市场空白,可无差别替代海外龙头同规格 产品。公司营收主要来自于 6 款产品:无图形晶圆缺陷检测设备 SPRUCE-600 和 SPRUCE-800:图形晶圆缺陷检测设备 BIRCH-60 和 BIRCH-100;三维形貌量测设备CYPRESS-T910 和 CYPRESS-U950, 该 6 款产品在 2019-2021 年占公司总营收的 81%/88%/86%。作为公司 主力产品,其性能均已达到海外头龙厂商同规格产品的性能水平,在中 芯国际、长江存储等头部晶圆厂中使用。

1)无图形晶圆缺陷检测设备:中科飞测 SPRUCE-800 对标 KLA 的 Surfscan SP3。在晶圆缺陷检测设备中,最小灵敏度和吞吐量是两个重 要性能参数,最小灵敏度决定了设备能够检测到晶圆表面最小缺陷直径 的大小,该指标的数值越小越好。吞吐量表示设备单位时间内可以检测 的晶圆数量,该指标的数值越大,表明设备的检测速度越快。海外无图 形晶圆缺陷检测设备代表产品为 KLA 半导体 Surfscan 系列,该系列包 括 Surfscan SP1TBI Pro、Surfscan SP-A3、Surfscan SP3、Surfscan SP5、Surfscan SP7 等 10 余款产品,其代数越高,工艺节点及最小灵 敏度越小,最高端的 Surfscan SP7XP 针对≤5nm 以下设计节点技术。 Surfscan 每一代产品相较于上一代有一定升级,如 Surfscan SP2 和 SP2XP 系统相较于 SP1 采用了开创性的紫外线(UV)激光技术、新的 暗场光学技术和先进的算法,能够发现 37nm 节点的缺陷,在相同的灵敏度下,其产量比上一代系统快 2 倍;Surfscan SP3 可由 Surfscan SPA3 升级而来,提供 26 纳米灵敏度和先进的检测功能;Surfscan SP7XP 相 较于 Surfscan SP7 相比吞吐量提升了 1.6 倍。中科飞测 SPRUCE-600 和SPRUCE-800设备的工艺节点分别为130nm 或以上、2Xnm 或以上, 对标 KLA 半导体的 SP1 及 SP3 可以看出,在同样的工艺节点上,中科 飞测和 KLA 半导体的最小灵敏度可达一致。目前中科飞测的 SPRUCE 系列产品已部分替代 Surfscan SP3,应用在中芯国际等国际知名晶圆制 造厂的产线上。

2)图形晶圆缺陷检测设备:中科飞测 BIRCH-100 对标创新科技 Rudolph F30。图形晶圆缺陷检测设备的海外代表厂商有创新科技,其 图形晶圆检测设备有 Rudolph 系列、Dragonfly G3 和 Firefly 系列, Dragonfly G3 将 2D 技术与 3D 技术结合,多应用于先进封装;Firefly 检测系列主要应用于 FPGA、CPU/GPU。Rudolph F30 拥有一个五物镜 转台,可实现众多过程检测应用所需的分辨率-吞吐量灵活性,Rudolph F30 于 2011 年推出,暂无迭代型号。对比中科飞测 BIRCH-100 与创新 科技 Rudolph F30,两款设备最小灵敏度相同。可以看出,中科飞测 BIRCH-100 基本可以替代创新科技公司 Rudolph F30 应用于先进封装 工艺中,目前 BIRCH-100 已应用在长电先进等先进封装厂商的产线上。

3)三维形貌量测设备:中科飞测 CYPRESS-U950 对标帕克公司 NX Wafer。目前海外厂商帕克公司的三维形貌量测设备包括 NX wafer、 NX-3DM、以及 NX-HDM 三款产品,NX wafer 及 NX-3DM 针对的是 200-300mm 晶圆,NX wafer 主要用于 CMP 轮廓测量;NX-3DM 主要 用于高分辨率 3D 计量,采用 Z 型扫描系统及 XY 解耦,可以实现侧壁无损量测;NX-HDM 针对的是小于 150mm 的晶圆量测,适用于介质衬 底及制造。对比中科飞测 CYPRESS-U950 设备与帕克公司 NX Wafer, 两款产品重复性精度均可达到 0.1nm,重复性精度指仪器重复多次地完 成同一变化过程所对应的结果的最大偏差值,该数值越小越好,可以看 出,中科飞测 CYPRESS-U950 能无差别替代帕克公司 NX Wafer。

3.3 在手订单高增,客户覆盖大陆主流集成电路厂商

合同负债高增,在手订单充足。2019-2021 年,公司在手订单金额分别 为1.2/2.6/9.8亿元,2020年/2021年在手订单增长率分别为125%/281%, 2021 年在手订单金额是当期主营业务收入的 2.7 倍。在手订单迅速增长 的同时,合同负债也不断增长,2020-2022,公司合同负债分别为 0.3/1. 6/4.9 亿元,持续高增。合同负债是反映设备公司成长能力的重要指标, 合同负债的高增印证了公司目前在手订单充足,业务正快速发展,业绩 即将步入加速成长期。

产品进入大陆主流集成电路厂商生产线,客户资源优质。公司凭借优异 的性能,产品受到了大陆众多知名厂商的认可,积累了优质客户资源。 产品已应用于前道制程领域、先进封装领域和半导体设备及材料领域, 在前道制程领域的客户有:中芯国际、华润微、长江存储、晋华、士兰 微、芯恩、卓胜微、三安光电等大陆主要前道制程厂商。在先进封装领 域的客户有:长电科技、华天科技、通富微电、长电绍兴、德州仪器等 大陆国际主要先进封装厂商。在半导体设备及材料领域的客户有:北方 华创、华海清科、中环股份、立昂微、拓荆科技等大陆知名半导体设备 及材料厂商。当前美国制裁不断升级,大陆晶圆厂正在加速导入国产化 设备,中科飞测有望迎来国产替代机遇。

4.盈利预测

公司业务包括检测设备和量测设备,我们预计公司 2023-2025 年将实现 营收为 7.66/11.44/16.25 亿元,YOY 分别为 50%/49%/42%,对应毛利 率为 50%/50%/51%。分项来看:

(1)检测设备。公司检测设备包括无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶 圆缺陷检测设备,预计 2023-2025 年营收为 5.76/8.67/12.22 亿元。该 预测建立在如下假设的基础之上:1)销量:大陆量检测行业市场规模 2016-2021 年复合增长率为 29.3%,假设 22-25 年低于该增速,预计增 速在 19%。中科飞测多款检测设备可无差别替代部分海外厂商设备,例 如 SPRUCE-600、SPRUCE-800 和 BIRCH-100。鉴于广阔的市场规模 和公司市占率的提升,预计 23/24/25 年中科飞测检测设备增速高于行业 平均增速。2)单价:随着设备配臵的更新迭代,预计设备单价以个位数 增长率上升。毛利率方面,预计稳定,25 年在 53%左右。

(2)量测设备。公司量测设备包括三维形貌量测设备、3D 曲面玻璃量 测设备、薄膜膜厚量测设备等其他设备,预计营收为 1.62/2.21/2.90 亿 元。假设:1)销量:大陆量检测行业市场规模 2016-2021 年复合增长 率为 29.3%,假设 22-25 年低于该增速,预计增速在 19%。我们预计 23/24/25 年中科飞测检测设备销量增速高于行业平均增速。2)单价: 随着设备配臵的更新迭代,预计设备单价以个位数增长率上升。毛利率 方面,预计逐步上升,25 年达到 40%。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

标签: