【机械设备】半导体设备国产化专题:工艺控制与量测设备-国际品牌垄断市场,但国产品牌正取得突破

  机构:中银国际

  半导体的工艺控制、良率管理、量测设备,主要包括尺寸测量和缺陷检测,尺 寸测量包括膜厚检测、粗糙度测量、套刻误差测量、OCD测量、掩模板测量等, 缺陷检测包括无图形晶圆检测、有图形晶圆检测、电子束复检设备等。全球工 艺控制与量测设备主要被KLA、应用材料、Hitachi垄断,国产品牌上海睿励、 中科飞测、上海精测半导体均在国内晶圆产线上有订单突破。 

  报告要点 

   全球前道工艺控制与量测设备市场规模约58亿美元。根据 SEMI数据估计,2018年 前道工艺控制与量测设备市场规模 64亿美元,占前道工艺设备的 10.8%,2019年 估计降至 58亿美元,同比下滑 10%,中国大陆市场约 13亿美元,其中本土晶圆厂 的工艺控制与量测设备需求约占 1/2,相当于 6.5亿美元。工艺控制与量测设备市 场上,尺寸测量占 52%(其中,膜厚检测占 12%、套刻误差测量占 9%、OCD测量 占 10%、晶圆形貌测量占 6%、掩模板测量占 15%), 缺陷检测占比 48%(无图形晶 圆检测占 5%、有图形晶圆检测占32%、电子束复检设备占 11%) 。 

   全球前道工艺控制与量测设备市场被 KLA、应用材料、Hitachi垄断。根据 SEMI数据, 全球工艺控制与量测设备市场上,KLA市占率 52%,应用材料市占率 12%,日立科 技市占率 11%,行业前三名的市占率合计 75%。分产品看,膜厚检测设备主要被 KLA、Nova垄断,套刻误差测量设备被 KLA、ASML垄断,OCD测量被 KLA、Nano 垄断,形貌测量、掩模板检测、无图形缺陷检测、有图形缺陷检测等的60%以上市场 被KLA占据,电子束检测设备主要来自应用材料、ASML、KLA。 

   KLA:全球高度垄断的工艺控制与量测设备供应商。KLA 2019年销售收入 46亿美元, 净利润 12亿美元,毛利率59%,净利率 26%,盈利能力在全球半导体设备中较高,主 要是 KLA在各类工艺控制与量测设备中均处于垄断地位,其中在晶圆形貌测量占85%, 在无图形晶圆检测占 78%,在有图形晶圆检测占72%,掩模板测量中占66%,在套刻误 差测量的市占率 65%,在OCD测量占50%,在膜厚设备中占45%。目前公司市值 247亿 美元,PE估值为21倍。 

   本土晶圆厂的工艺控制与量测设备国产化率低,高度依赖于进口。根据中国国际 招标网并按销量计算,参考某本土存储厂商的采购数据,该存储厂的工艺控制与 量测设备国产化率仅为 2%,其中量测设备的 29%来自 KLA,21%来自 Nanometrics, 10%来自 Applied Materials,9%来自 Hitachi High-Tech,国产设备中,仅有中科飞测供 应 3台光学表面三维形貌量测设备、上海睿励供应 2台膜厚检测设备。国内其他 主流晶圆厂的工艺控制与量测设备国产化情况基本类似。 

   上海精测半导体:有望成为国产品牌后起之秀。上海精测主要聚焦半导体前道检 测设备领域,以椭圆偏振技术为核心开发了适用于半导体工业级应用的膜厚测量 以及光学关键尺寸测量系统。目前已有 1台膜厚的设备进入半导体厂商,且预期 后续会取得客户的重复性订单,电子显微镜的相关设备预计在明年推向市场,其 余相关的产品目前正处于研发、认证以及扩展的过程中。上海精测成功引入国家 集成电路大基金等专业投资机构,将会使上海精测的发展进入一个全新阶段。 

   中科飞测:形貌量测设备、厚度量测设备等已进入主流晶圆厂。公司创始人和核 心团队成员具有海外多年技术积累和管理经验,自主研发核心产品包括三维形貌 量测系统 CYPRESS系列、表面缺陷检测系统 SPRUCE系列等。其中公司多台光学 表面三维形貌量测设备进入本土存储客户,多台厚度量测设备等检测设备进入青 岛芯恩产线。 

   上海睿励:老牌国产工艺控制与量测设备供应商。睿励科学仪器(上海)成立于 2005年,距今已有 14年历史,公司曾获三星电子多台膜厚量测设备订单,以及武 汉新芯、长江存储、上海华力等的数台膜厚量测设备订单。 

   投资建议:上海精测的膜厚设备产业化进展较快,且电子显微镜的相关设备预计 在明年推向市场,有望成为工艺控制与量测设备领域的后起之秀,我们维持对精 测电子(300567)的重点推荐。 

   风险因素:新产品研发进度低于预期,面板设备业务竞争进一步加剧。 

责任编辑:Robot RF13015
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