1、 检测设备系列之一:半导体缺陷检测 谁有机会成为中国的科磊？ 主要观点主要观点: : 检测设备是大家关注但是在划分上通常并不清晰的一类设备。 我们接下来的一系列报告希望能够深度挖掘检测设备的技术内 核以及在不同行业中的不同应用。 半导体行业是首要分析的下游之一。大家口中的“半导体检测 设备”可以进一步具体分为：狭义的检测（主要是 Defect Inspection） 、测量（Metrology）以及测试（Test） 。除去这 三种工艺制程相关的“检测”设备外，在设计验证阶段还有第 三方检测公司，主要做芯片的失效分析等。 本篇主要讨论的是狭义上的“检测” 。 粗略估算，粗略估算，20202020

2、 年全球年全球前道狭义前道狭义检测设备检测设备约约 4040 亿亿 美金美金左右左右。通常半导体前道检测和测量设备会放在一起进行 讨论。根据 SEMI 数据，狭义检测+测量设备约占半导体设备投 资比例的 11%，据此，2020 年狭义检测+测量设备全球约 65 亿 美元，国内约 16 亿美元，其中狭义检测设备约占狭义检测+量 测设备 2/3 左右，即全球和国内分别约为 43、11 亿美元。 半导体检测设备市场格局：半导体检测设备市场格局：K KLALA 是全球绝对王者，是全球绝对王者， 占比过半。占比过半。2018 年 SEMI 数据讲前道的检测测量放在一起统 计，KLA 在前道的检测和测量市

3、场中占比过半、稳居行业第 一，堪称半导体检测设备领域王者，且在所有半导体设备企业 中排名第五；其次是应用材料和日立，二者市占率均超过 10%，前三市占率合计达到 75%。 国内检测设备国内检测设备格局：格局：国内半导体检测设备领域，相关 企业目前实行自主研发与并购并举的方式进行布局，在相当细 分领域已取得较大进展，国内重点布局企业有赛腾股份、上海 睿励、中科飞测等。 投资建议：投资建议：重点推荐赛腾股份重点推荐赛腾股份，公司 2019 年完成收购 日本 Optima 株式会社 67.53%股权，并拟增资提高至约 74.25% 股权，由此进入半导体晶圆检查设备领域。其他收益标的或公 司包括：上海

4、睿励（中微公司拟入股） 、上海睿励（中微公司拟入股） 、中科飞测等。中科飞测等。 风险提示风险提示：1）半导体设备行业波动；2）相关企业研发进度 低于预期。 评级及分析师信息 行业评级： 推荐 行业走势图 分析师：刘菁分析师：刘菁 邮箱： SAC NO：S01 分析师：俞能飞分析师：俞能飞 邮箱： SAC NO：S02 联系人：田仁秀联系人：田仁秀 邮箱： 联系人：李思扬联系人：李思扬 邮箱： 盈利预测与估值盈利预测与估值 重点公司 股票股票 股票股票 收盘价收盘价 投资投资 E EPS(PS(元元) ) P P/E/E 代码代码 名称名称 （元）（

5、元） 评级评级 20201818A A 2012019 9E E 20202020E E 20202121E E 20201818A A 2012019 9E E 20202020E E 20202121E E 603283 赛腾股份 54.78 买入 0.71 0.85 1.24 1.67 77.15 64.45 44.18 32.80 资料来源：资料来源：WindWind，华西证券研究所，华西证券研究所 0% 6% 11% 17% 22% 28% 2019/022019/052019/082019/112020/02 专用设备沪深300 证券研究报告|行业深度研究报告 仅供机构投资者使用

6、Table_Date 2020 年 02 月 24 日 70561 证券研究报告|行业深度研究报告 2 正文目录 1. 前道检测设备 vs 测量设备 vs 后道测试设备 . 4 1.1. 半导体检测设备的环节位置 . 4 1.2. 2020 年检测全球约 43 亿美元，国内约 11 亿美元 . 5 2. 国内企业自主研发与并购并举，立志解决卡脖子环节. 7 2.1. 赛腾股份收购日企 Optima 切入晶圆缺陷检测设备 . 7 2.2. 上海睿励/中微公司中微拟入股睿励，强强联合. 8 2.3. 中科飞测背靠中科院，强势崛起，已进入国内大厂 . 11 3. 附录：KLA检测王者，占比过半 .

7、12 3.1. 半导体检测设备王者 KLA 排名全球半导体设备企业第五. 12 3.2. 科磊是谁？全球半导体检测设备王者 . 13 3.3. 科磊为何能占据半导体检测设备的半壁江山？ . 14 4. 风险提示 . 19 图目录 图 1 广义“检测”覆盖了半导体整个设计、生产制造和封测环节 . 3 图 2 半导体检测 膜厚测量4% Nova膜厚测量2.60% 其他19% 证券研究报告|行业深度研究报告 14 表 10 半导体检测设备领域，科磊半导体占据半壁江山 公司公司 总部所在国总部所在国 主要产品领域主要产品领域 20162016 年市场占有率年市场占有率 KLA-Tencor 美国 量检

8、测 52.10% Applied Material 美国 电子束检测 11.80% HITACHI 日本 量测 10.70% Nanometrics 美国 量测 3.90% Hermes Microvision 中国台湾 电子束检测 3.10% Nova 以色列 量测 2.60% 其他 15.80% 资料来源：Gartner，华西证券研究所 科磊半导体 KLA-Tencor 于 1976 年成立于美国加州硅谷，是全球光学检测量测之 王，产品线丰富，为半导体、数据存储、LED 等纳米电子产业提供工艺控制和良率管 理产品，其产品、软件和服务能够满足客户在整个生产制造过程中，从研发到最终量 产的检测

9、与量测需求，具体产品应用包括晶片制造、晶圆制造、光罩制造、互补式金 属氧化物半导体(CMOS)和图像感应器制造、太阳能制造、LED 制造，资料储存媒体/ 读写头制造、微电子机械系统制造及通用/实验室应用等。公司主要客户包括 Intel,tsmc,SMIC 等, 销售及服务网络遍及美洲、欧洲及亚洲。 3.3.3.3.科磊科磊为何能占据半导体检测设备的半壁江山？为何能占据半导体检测设备的半壁江山？ 1 1、起步起步：抓住行业痛点，推出计算机视觉，大幅提高效率：抓住行业痛点，推出计算机视觉，大幅提高效率股价表现：增收股价表现：增收 不增利，股价表现不佳不增利，股价表现不佳 早起由于制造工艺不成熟，半

10、导体生产制造的良率通常会低于 50%，生产过程中 的检测速度慢、误检率高，导致早起半导体器件的价格昂贵，而且随着半导体不断小 型化、复杂化，相关机器检测的需求不断提升。 在此背景下，Ken Levy 和 Bob Anderson 在 1976 年创立了 KLA Instruments 一家计算机视觉公司，利用光学技术与软件算法相结合取代工人和低端辅助工具， 1978 年推出第一个产品 KLA RAPID 100，为确保高芯片良率提供了重要的第一步，并 将光掩膜检测所需的时间从 8 小时减少到 15 分钟、可以提供比以前更彻底的检测， 产品一经推出，就获得了产业的好评。 证券研究报告|行业深度研

11、究报告 15 图 7 KLA 第一款产品 KLA RAPID 100，大幅提高检测效率、获得产业好评 资料来源：芯思想，华西证券研究所 1984 年公司推出第二个产品 KLA WISARD 2000 系列，是一个自动化晶圆检测系 统，可以检测晶圆缺陷和电路错误，同样获得市场的高度认可。 KLA RAPID 100 与 KLA WISARD 2000 系列均属于前道检量测设备，KLA 在 1980 年 代末推出了自动测试设备，包括晶圆探测系统和微光显微镜等，前者用于在切割和封 装之前对完成的芯片进行电气测试；后者用于发现芯片各层之间的电气“泄漏”。 到 1990 年 WISARD、RAPID 和

12、自动测试设备大约各占总收入的三分之一，成为公司的 三大支柱产品，从而奠定了 KLA 在检测领域的领先地位。在此阶段，KLA 收入在 1986-1990 年分别为 0.825、0.88、1.13、1.61 亿美元，但同期利润并未实现大幅增 长，公司股价处于横盘过程。 2 2、1 1990990- -19971997 产品升级、从离线到在线产品升级、从离线到在线公司股价公司股价 1010 年年 5 50 0 倍之旅倍之旅 1990 年代初期开始，美国本土半导体产业开始复苏，半导体产业越发精细化， 对检测设备的性能要求进一步提高，包括检测精度、速度、自动化程度等等，KLA 顺 应行业发展趋势产品不断

13、升级，最重要的变化是将原来低效率的离线检测产品（需较 长时间等待检测结果）发展到更加快速的在线检测产品（可以实时提供检测结果） ： 1）1990 年 10 月，KLA 推出第二代晶圆检测系统 WISARD 2100 系列，缺陷检测的 灵敏度更高，更为重要的是 WISARD 2100 系列能够提供在线检测，实时提供检测结果 而不用长时间等待、运行速度比第一代的 WISARD 2000 系列快 100 倍以上。 2）1992 年 KLA 推出在线光罩检测系统 RAPID 300 系列KLA 331，可以提供 当时世界上最高的检测灵敏度，至 1993 年 KLA 在全球范围内交付了 700 套 RA

14、PID 系 统。 3）KLA 还改进了 KLA 5000 系列，用于提高集成电路的良率和性能，另外 KLA 还 推出新的电子束成像系统，灵敏度更高、测量能力更强。 证券研究报告|行业深度研究报告 16 与此同时公司改组了管理层，聘请了 Kenneth L. Schroeder 聘任 CEO，1992 年 Schroeder 将 KLA 重组为五个运营部门：WRING（包括 WISARD 和 RAPID 部门） 、自动 测试系统部门、Watcher 部门（包含利用先进光学字符识别技术的新图像处理系统） 、 计量部门和 SEMSpec 部门；并成立了客户服务部门，放弃了微光显微镜业务部门。 在公司

15、不断推出新产品、管理层积极进取的情况下，伴随半导体产业的快速发展， KLA 规模不断提高、继续保持全球领先地位。 图 8 1990-1997 年公司收入规模实现跨越式发展（百万美元） 资料来源：Wind，华西证券研究所 图 9 1990-1997 年公司股价涨幅近 50 倍（元） 资料来源：Wind，华西证券研究所 3 3、1 1997997- -2 2008008 年年密集并购期，股价横盘密集并购期，股价横盘 1997 年开始公司开始进入密集并购期，1997 年 5 月以 13 亿美元一对一的股票互 换合并 Tencor Instruments, Inc.，新公司命名为 KLA-Tencor

16、 Corp.二者是同年成 0.0 200.0 400.0 600.0 800.0 1000.0 1200.0 1993年1994年1995年1996年1997年 167.2 243.7 442.4 1094.5 1031.8 7.0 30.2 58.6 196.6 105.4 总营业收入净利润 0 5 10 15 20 25 科磊半导体收盘价(元) 证券研究报告|行业深度研究报告 17 立且均生产半导体检测设备，区别在于 KLA 专注于缺陷检测解决方案，而 Tencor 则 专注于量测解决方案，二者的合并可以为客户提供完整的半导体良率产品和服务。此 后 KLA 便进入了快速并购周期，快速获得大

17、量先进技术，而且不仅局限于检量测领域， 公司产品线和服务得以大幅延伸。 图 10 1998-2008 年公司收入规模有所波动（百万美元） 资料来源：Wind，华西证券研究所 图 11 1998-2008 年股价处于横盘（元） 资料来源：Wind，华西证券研究所 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 1166.3 843.2 1498.8 2103.8 1637.3 1323.0 1496.7 2085.2 2070.6 2731.2 2521.7 134.1 39.2 253.8 66.7 216.2 137.2 243.7 466.7 38

18、0.5 528.1 359.1 总营业收入净利润 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1997-01-01 1997-07-01 1998-01-01 1998-07-01 1999-01-01 1999-07-01 2000-01-01 2000-07-01 2001-01-01 2001-07-01 2002-01-01 2002-07-01 2003-01-01 2003-07-01 2004-01-01 2004-07-01 2005-01-01 2005-07-01 2006-01-01 2006-07-01 2007-01-01 2007-07-01 2008

19、-01-01 2008-07-01 证券研究报告|行业深度研究报告 18 表 11 科磊半导体在发展过程中通过并购获取大量先进技术 时间时间 公司公司 产品产品/ /业务业务 1998 Nanopro GmbH 芯片测量的先进干涉（interferometric）技术 1998 Amray 扫描电子显微镜 1998 VARS 半导体设备图像存档和检索系统制造 1999 UniphaseS Ultrapointe 硅片缺陷分析工具 1999 Acme Systems，Inc. 产量分析软件 2000 Object Space Inc.s Fab Solutions 2000 FINLE Tech

20、nologies, Inc. 行业标准光刻建模和分析软件 2001 Phase Metrics 数据存储行业检验/认证技术 2004 Candela Instruments 表面检测系统 2004 Inspex, Inc. 晶圆检测系统业务 2006 ADE Corp. 硅晶圆检测设备 2007 OnWafer Technologies 等离子刻蚀产品 2007 SensArray 即时温度量测技术 2007 Therma-Wave 计量设备服务 2008 ICOS Vision Systems Corporation NV 封装和互连检测解决方案 2008 Vistec Semiconduc

21、tor Systemss MIE 微电子检测设备 2010 Ambios Technology 光学轮廓仪 2014 Luminescent Technologies 发光器 2017 Zeta Technologies 2018 Keysight Technologiess Nano Indenter 力学测试系统产品线 资料来源：芯思想，华西证券研究所 随着半导体制程的工艺越来越复杂、晶圆厂的投资成本越来越大，因此对工艺控 制水平提出了非常高的要求，因为一旦出错代价将会非常大，这也为半导体检测设备 企业带来了更大的机遇。 KLA 作为全球半导体检测领域的龙头，能够为客户在研发阶段、试生产阶

22、段和量 产阶段都能够提供相关产品和服务，帮助客户实现利润最大化。 表 12 KLA 可以在研发、试产和量产阶段均提供管控服务 生产阶段生产阶段 KLAKLA 可以提供的管可以提供的管控控服务服务 制程研发阶段 制程管控首先需要了解制程需求，因为在新技术引进时会遇到很多新的挑战、缺陷和困难，KLA- Tencor 检测和量测的贡献就是帮助尽早发现和解决问题，帮助客户找出制程的缺陷和差距。 新品试产阶段 制程管控的作用是帮助发现和解决良率问题，加快工艺开发和量产速度。 规模量产阶段 制程管控则可以帮助客户稳定良率，改善制程的可预测性，避免产线出现异常问题。 资料来源：芯思想，华西证券研究所 4 4

23、、2 2008008 年至今深耕中国大陆与中国台湾市场，股价再次腾飞年至今深耕中国大陆与中国台湾市场，股价再次腾飞 进入 21 世纪，中国的半导体产业规模不断扩大、在全球占比也进一步提高， KLA-Tencor 准确的判断出中国市场的崛起，1999 年便在中国设立了第一个分公司， 目前在在北京、上海、南京、西安、武汉、天津、深圳、大连、厦门、无锡设立了 10 处办公室，可以快速响应国内客户的需求。 2008 年至今中国半导体产业快速增长，KLA 来自中国大陆及台湾地区的收入规模 得到大幅提高，至 2019 年 KLA 来自中国大陆的收入为 12.16 亿美元，占比达到 26.6%，比重较上年提

24、高了 10.7 个百分点，占比近年连续快速提高；2019 年来自中 证券研究报告|行业深度研究报告 19 国台湾的收入为 11.06 亿美元，占比为 24.2%；也即 2019 年 KLA 来自中国大陆与中 国台湾的收入占比超过一半。 图 12 2009-2019 年 KLA 收入及利润在波动中成长（百万美元） 资料来源：公司公告，华西证券研究所 图 13 深耕中国市场，KLA 股价再次腾飞（元） 资料来源：Wind，华西证券研究所 4.4.风险提示风险提示 1520.2 1820.8 3175.2 3171.9 2842.8 2929.4 2814.0 2984.5 3480.0 4036.

25、7 4568.9 (523.4) 212.3 794.5 756.0 543.1 582.8 366.2 704.4 926.1 802.3 1175.6 (1000.0) 0.0 1000.0 2000.0 3000.0 4000.0 5000.0 总营业收入净利润 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 科磊半导体收盘价(元) 证券研究报告|行业深度研究报告 20 1）半导体设备行业波动：半导体行业与宏观经济联系紧密，如宏观经济波动过 大或者半导体行业的周期性调整会带来半导体设备行业的波动。 2）相关企业研发进度低于预期：目前国内半导体设备企业技术与国外

26、仍有较大 差距，如相关企业研发进度低于预期则会影响企业的订单获取。 证券研究报告|行业深度研究报告 21 Table_AuthorTable_AuthorInfoInfo 分析师与研究助理简介分析师与研究助理简介 刘菁：八年实业工作经验，其中两年研发，三年销售，三年管理，涉足新能源汽车、光伏及机器 人行业。五年券商工作经验，其中2015年新财富评选中小盘第一名核心成员，2016年水晶球评选 机械行业第一名，2017年水晶球评选30金股第一名。2019年东方财富年度百强（全市场第18名） 分析师。 俞能飞：厦门大学经济学硕士，从业5年，曾在国泰君安证券、中投证券等研究所担任分析师， 作为团队核心

27、成员获得2016年水晶球机械行业第一名，2017年新财富、水晶球等中小市值第一 名。目前专注于半导体设备、自动化、汽车电子、机器人、工程机械等细分行业深度覆盖。 田仁秀：毕业于上海交通大学，工学硕士，能源动力方向；专注于高端制造研究，重点覆盖光伏 设备、锂电设备、激光、油服板块。 李思扬：美国东北大学金融学硕士，2019年加入华西证券，CFA三级已通过。 分析师承诺分析师承诺 作者具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格或相当的专业胜任能力，保证报告所采 用的数据均来自合规渠道，分析逻辑基于作者的职业理解，通过合理判断并得出结论，力求客观、 公正，结论不受任何第三方的授意、影响，特此声明。

28、 评级说明评级说明 公司评级标准公司评级标准 投资投资 评级评级 说明说明 以报告发布日后的 6 个 月内公司股价相对上证 指数的涨跌幅为基准。 买入 分析师预测在此期间股价相对强于上证指数达到或超过 15% 增持 分析师预测在此期间股价相对强于上证指数在 5%15%之间 中性 分析师预测在此期间股价相对上证指数在-5%5%之间 减持 分析师预测在此期间股价相对弱于上证指数 5%15%之间 卖出 分析师预测在此期间股价相对弱于上证指数达到或超过 15% 行业评级标准行业评级标准 以报告发布日后的 6 个 月内行业指数的涨跌幅 为基准。 推荐 分析师预测在此期间行业指数相对强于上证指数达到或超过

29、 10% 中性 分析师预测在此期间行业指数相对上证指数在-10%10%之间 回避 分析师预测在此期间行业指数相对弱于上证指数达到或超过 10% 华西证券研究所：华西证券研究所： 地址：北京市西城区太平桥大街丰汇园 11 号丰汇时代大厦南座 5 层 网址： 证券研究报告|行业深度研究报告 22 华西证券免责声明华西证券免责声明 华西证券股份有限公司（以下简称“本公司” ）具备证券投资咨询业务资格。本报告仅供本公 司签约客户使用。本公司不会因接收人收到或者经由其他渠道转发收到本报告而直接视其为本公司 客户。 本报告基于本公司研究所及其研究人员认为的已经公开的资料或者研究人员的实地调研资料， 但本公

30、司对该等信息的准确性、完整性或可靠性不作任何保证。本报告所载资料、意见以及推测仅 于本报告发布当日的判断，且这种判断受到研究方法、研究依据等多方面的制约。在不同时期，本 公司可发出与本报告所载资料、意见及预测不一致的报告。本公司不保证本报告所含信息始终保持 在最新状态。同时，本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改，投资者需自行关 注相应更新或修改。 在任何情况下，本报告仅提供给签约客户参考使用，任何信息或所表述的意见绝不构成对任何 人的投资建议。市场有风险，投资需谨慎。投资者不应将本报告视为做出投资决策的惟一参考因素， 亦不应认为本报告可以取代自己的判断。在任何情况下，本报告均未

31、考虑到个别客户的特殊投资目 标、财务状况或需求，不能作为客户进行客户买卖、认购证券或者其他金融工具的保证或邀请。在 任何情况下，本公司、本公司员工或者其他关联方均不承诺投资者一定获利，不与投资者分享投资 收益，也不对任何人因使用本报告而导致的任何可能损失负有任何责任。投资者因使用本公司研究 报告做出的任何投资决策均是独立行为，与本公司、本公司员工及其他关联方无关。 本公司建立起信息隔离墙制度、跨墙制度来规范管理跨部门、跨关联机构之间的信息流动。务 请投资者注意，在法律许可的前提下，本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发 行的证券或期权并进行证券或期权交易，也可能为这些公司提供或者争取提供投资银行、财务顾问 或者金融产品等相关服务。在法律许可的前提下，本公司的董事、高级职员或员工可能担任本报告 所提到的公司的董事。 所有报告版权均归本公司所有。未经本公司事先书面授权，任何机构或个人不得以任何形式复 制、转发或公开传播本报告的全部或部分内容，如需引用、刊发或转载本报告，需注明出处为华西 证券研究所，且不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删节和修改。