天风证券-半导体行业深度研究:半导体检测设备,从前道到后道,全程保驾护航-210316
2021-03-16 19:38:34  潘暕,陈俊杰
研报摘要

  在半导体设计、制造、封装中的各个环节都要进行反复多次的检测、测试以确保产品质量,从而研发出符合系统要求的器件。缺陷相关的故障成本影响高昂,从IC级别的数十美元,到模块级别的数百美元,乃至应用端级别的数千美元。因此,检测设备从设计验证到整个半导体制造过程都具有无法替代的重要地位。
  检测设备作为能够优化制程控制良率、提高效率与降低成本的关键,未来在半导体产业中的地位将会日益凸显。预计未来我国半导体检测设备市场广阔,其主要原因为当前复杂的地缘政治带来国产替代的迫切需求;国家政策大力支持集成电路产业,产业发展迅速;半导体产业重心由国际向国内转移带来机遇;中国市场已成为全球最大的设备市场;新应用领域不断涌现,新器件性能迭代加速,带来设计公司发展新机遇;芯片集成度的不断提高,迎来了检测设备的更大需求。2020年我国半导体检测设备市场为176亿元,预计未来五年预计复合增长率为14%,增速高于全球。
  广义上的检测设备分为前道量检测和后道测试设备。量检测的对象是工艺过程中的晶圆,测试的对象是工艺完成后的芯片。前道量检测对每一步工艺过程的质量进行测量或者检查,以保证工艺符合预设的指标,防止出现偏差和缺陷的不合格晶圆进入下一道工艺流程。前道量检测设备2020年全球市场为69亿美元,我国约15亿美元。前道量检测按照测试目的分为量测和检测。按照应用主要分为关键尺寸量测、薄膜的厚度量测、套刻对准量测、光罩/掩膜检测、无图形晶圆检测、图形化晶圆检测和缺陷复查。按照技术主要分为光学检测设备、电子束检测设备。国际市场头部企业为美国KLA、美国AMAT、日本Hitachi和美国Onto,这四大设备商产品类型丰富,垄断了全球市场,全方位高筑壁垒。中国半导体企业精测电子(设立子公司上海精测)、赛腾股份(收购Optima)和中微公司(入股上海睿励),积极加大量检测领域的研发投入,基于已有技术基础通过投资并购占据中国广大量检测市场先机,建议关注。
  后道测试设备关注的是在所有晶圆工艺完成后芯片的各种电性功能。后道测试设备2020年全球市场为62亿美元,我国约14亿美元。测试设备分为测试机、探针台和分选机。测试机占比约63%,国际市场中爱德万和泰瑞达占据寡头垄断地位,同时先进封装领航者ASMPACIFIC近年来在光电测试领域积极布局。我国市场中精测电子(设立子公司武汉精鸿)、华峰测控和长川科技有望依托中国市场的发展在相关细分赛道中迎来机遇。探针台占比约15%,国际市场中东京精密和东京电子市占率过半,我国市场中长川科技在积极研发中。分选机占比约17%,由于该细分领域壁垒相对多样化,其竞争优势侧重有所不用,更易于市场化突破。
  我们建议重点关注随着未来人工智能、物联网、新能源汽车等新应用领域所带来的检测行业发展机遇。同时随着芯片集成度越来越高,工艺步骤越来越复杂,晶圆在生产过程中需要量检测和测试的频次也越来越高,驱动检测设备市场需求不断提升。基于以上,精测电子的检测设备有望凭借其自身技术内生发展和外部投资并购布局量价齐升。
  投资建议:精测电子(推荐)、ASMPACIFIC(与海外团队联合覆盖)、长川科技(建议关注)、华峰测控(建议关注)
  风险提示:半导体行业周期性、产业配套环境有待进一步改善、高端技术人才相对缺乏、国内企业规模较小造成品牌影响力不足
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