【国联证券】国产半导体量检测设备龙头快速成长.pdf

2023-05-21

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1、中科飞测：国产半导体量检测设备龙头

1.1、深耕半导体量检测设备领域

深耕量检测设备领域近十年。公司于 2014 年 12 月成立，自成立以来一直专注于半导体量检测设备的研发、生产和销售，主要产品已广泛应用中芯国际、长江存储、士兰集科、长电科技、华天科技、通富微电等国内主流 IC 制造/封测产线。作为国内半导体量检测设备领域的先行者，已有多系列设备实现量产出货，并应用于国内 28nm 及以上制程的集成电路制造产线，在部分细分领域填补了国内高端半导体量检测设备市场的空白。

半导体检测和量测两大类质量控制设备布局基本形成。公司的量检测设备主要包括检测设备和量测设备两大类，2022 年收入占比分别为 76.60%和 23.40%。其中，检测设备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；量测设备主要包括三维形貌量测设备系列、薄膜膜厚量测设备系列、3D 曲面玻璃量测设备系列等。

1.2、股权相对集中、管理层稳定

苏州翌流明是控股股东、董事长夫妇为实控人。苏州翌流明是公司第一大股东，直接持有公司 15.75%的股份，通过小纳光间接控制公司 7.86%的股份，合计控制公司 23.61%股份，为公司控股股东。陈鲁、哈承姝夫妇合计持有苏州翌流明 100%股份，并通过苏州翌流明对小纳光享有控制权，同时哈承姝直接持有公司 6.93%股份，因此陈鲁、哈承姝夫妇合计控制公司 30.54%股份，为公司实际控制人。此外公司其他持有 5%以上的股东有国投基金、北京芯动能、深圳岭南晟业、前海博林，分别持股 15.19%、 6.41%、6.07%、5.56%。公司拥有两家分公司，分别位于北京和苏州，同时公司控股 9 家子公司和 1 家孙公司。

核心技术人员亦为公司高层，管理层稳定。公司董事长 CHEN LU（陈鲁）博士作为公司高层的同时也是核心技术人员，2003 年 11 月至 2005 年 10 月，任 Rudolph Technologies（现创新科技）系统科学家；2005 年 11 月至 2010 年 2 月，任科磊半导体资深科学家；2010 年 3 月至 2016 年 8 月，任中科院微电子所研究员、博士生导师，研发及产业经验丰富。公司首席科学家黄有为博士与杨乐博士均具备十余年研发经验。

1.3、财务指标的规模效应初显

收入规模快速增长，归母净利润增长趋势不改。受益于国产替代，公司产品份额持续提升，2018-2022年公司营业收入规模高速扩张，从 0.3 亿元增至 5.09 亿元。由于客户及订单增加，规模效应显现，公司盈利能力向好，2020 年归母净利润为 3959 万元，首次实现扭亏为盈，22 年公司在纳米图形晶圆缺陷检测设备等研发项目投入较大，利润端出现波动。毛利率水平较高且稳定增长，研发投入大幅增加影响净利率下滑。随着公司升级型号设备的不断推出、经营规模逐步扩大，加之毛利率较高的检测设备营收占比不断提高，公司毛利率稳定增长，2022年为48.67%。从费用端来看，财务、销售费用率基本保持稳定，管理费用率大幅下降，2022年由于部分重点研发项目的投入逐渐加大，2022年研发费用率高达 40.40%。受费用率大幅增加影响，自 2020 年扭亏后公司净利率有所下滑，2022年为2.31%。

检测、量测设备收入均实现快速增长，检测设备收入占比逐年提升。2018-2022 年，公司量测设备收入占比逐年下降，销售额仍保持增长；检测设备自 2017 年通过下游知名客户验证后，产品迅速获得市场广泛认可，收入占比逐年提高，2022 年高达 75.53%。

分不同类设备毛利率来看，检测设备毛利率逐步提升，从 2019 年的 38.26%提升至 2022 年的 52.63%，主要原因系高毛利的 SPRUCE-800 和 BIRCH-100 产品比例在提升；量测设备毛利率整体稳步增长，主要原因系产品的单价提升、规模经济等因素所致，22 年受封测需求疲软影响而有所下降。核心零部件逐步实现供应商多元化，大客户集中度逐步下滑。公司部分仍需要向境外供应商采购，但公司已经实现了采购的多元化，目前公司对核心零部件的采购不存在单一依赖，供应商集中度保持平稳。2019-2022 年，公司第一大客户占营收比重分别为 21.19%、19.92%、12.47%、17.56%，随着新客户的顺利开拓，客户集中度实现快速下滑。

2、半导体量检测设备迎来国产化浪潮

2.1、控制良率的关键设备

量检测设备是芯片良率的重要保障。从产业链来看，半导体设备行业是半导体产业链的支撑，重要性显著。量检测设备作为半导体设备中的质量控制设备，不直接参与对晶圆的光刻、刻蚀等工艺处理，而是在每个重要的工艺步骤后对晶圆进行检验。随着制程的升级，晶圆制造所需的工序数不断攀升，最终良率对于单工序良率非常敏感，且其中任何一道的缺陷都可能导致器件失效，近千道的晶圆生产工序数对芯片的最终良率提出了较大挑战，量检测设备正是应对良率挑战的重要保障。

量检测设备根据工艺不同，可分为量测类、检测类设备两种。其中量测设备核心在于质量控制，主要用于对晶圆电路上的结构尺寸和材料特性进行量化描述，如薄膜厚度、参杂浓度、关键尺寸、套刻精度等物理参数的量测；检测设备核心在于错误修正，主要用于检视晶圆表面或电路结构中是否出现异质情况，如表面划伤、颗粒污染、开短路等结构特征的缺陷。

2.2、国产替代空间广阔

2023 年全球半导体设备市场承压，24 年或迎拐点。根据 SEMI 数据，2021 年全球半导体设备销售额达到 1025 亿美元，预计 2022 年创新高达到 1085 亿美元。受周期下行、晶圆厂缩减资本开支影响，预计 2023 年全球半导体设备销售额下滑 16%至 912 亿美元，而 2024 年行业复苏，销售额同比增长 17.5%至 1072 亿美元。从细分设备来看，全球半导体量检测设备占比约为 13%，仅次于光刻设备、刻蚀设备、薄膜沉积设备市场规模。

中国大陆量检测设备市场规模增速显著高于全球市场。近年来，我国半导体产业的快速发展、晶圆制造工艺的持续迭代、终端应用市场需求的逐渐多样化，推动了量检测设备需求的快速增长。根据 VLSI Research 和 QY Research 数据，2016-2020 年中国大陆量检测设备市场规模持续上升，从 7 亿美元提升至 21 亿美元，中国大陆同比增速持续高于全球市场。

中国大陆量检测设备市场占比不断提升。根据 VLSI Research 和 QY Research 数据，2016-2020 年，中国大陆半导体量检测设备市场占全球的比例不断提升，从 2016 年的 15%提高到 2020 年的 27%。据 SEMI 数据，全球半导体行业将在 2021 至 2023 年间建设 84 座大规模芯片制造工厂，中国计划建设 20 座成熟制程工厂/产线，是全球建设晶圆厂最多的国家。我们认为，随着中国大陆的积极扩产，中国大陆半导体量检测设备市场占全球的比例有望持续提升至 30%左右。根据 SEMI 以及中国大陆量检测设备占全球比重数据，我们预计 22-24 年中国大陆半导体量检测设备市场规模分别为 35.71 亿美元、30.26 亿美元、35.56 亿美元。

根据 VLSI Research 的统计，2020 年半导体检测和量测设备市场各类设备中，检测设备占比为 62.6%，量测设备占比为 33.5%。其中，前五大类细分量检测设备分别为纳米图形晶圆缺陷检测设备、膜版缺陷检测设备、关键尺寸量测设备、无图形晶圆缺陷检测设备和电子束关键尺寸量测设备，分别占比 24.7%、11.3%、10.2%、9.7% 和 8.1%，预计 24 年中国大陆市场规模分别为 8.78、4.02、3.63、3.45 和 2.88 亿美元。

国产化率低于 5%，美制裁有望将加速国产替代进程。由于我国半导体设备厂商起步晚基础薄，前道量检测设备国产化率仍不足 5%。同时，美国对华半导体技术管控步步紧逼，于 2022 年 9 月 6 日发布《2022 芯片和科技法案》，切断向中国供应的半导体芯片先进制程技术、材料和设备；2023 年 1 月 28 日，日本、荷兰已经同意加入美国针对中国的半导体制裁，三国将进一步加强对华技术封锁。展望未来，在科技脱钩的背景下，半导体产业链的完整性举足轻重，本土晶圆厂将加速国产设备导入，量检测设备作为国产化率较低环节之一，有望迎来国产替代最佳窗口期。

美制裁影响 KLA 中国大陆业务，国产替代正值其时。KLA 的中国大陆市场营收持续提高，逐渐成为其营收的重要组成部分。根据 VLSI Research 的统计，KLA 在中国大陆市场近五年的销售额复合增长率超过 35.7%，显著高于其在全球约 13.2%的复合增长率。随着美国对中国的科技限制封锁不断升级，KLA 不被允许向中国大陆客户提供销售和服务，这将对其业务产生较大影响，国产厂商或将填补市场空白，迎来国产替代新机遇。

2.3、KLA一家独大，国产厂商初露锋芒

KLA 垄断全球/中国量检测设备市场。全球量检测设备市场长期由 KLA、应用材料、日立等海外龙头主导，前三家合计市占率超 70%，市场集中度较高。其中，KLA 一家独大，2020 年全球/中国市占率为 50.8%/54.8%。国产率小于 5%，本土设备厂商加速替代。国内主要几家量检测设备厂商占市场份额整体较小，但呈现快速增长趋势。2019-2022 年，上海睿励、上海精测、中科飞测三家合计市占率约为 0.79%、2.14%、2.11%、2.79%（22 年不包括上海睿励数据），整体销售收入呈现快速增长趋势。

2.4、高研发巩固KLA护城河

KLA 经过 27 次并购，逐步成长为全球半导体量检测设备龙头。KLA 成立于 1975 年，凭借 RAPID 产品线迅速进入膜的光学检测设备市场，淘得第一桶金后投入大量资金研发，不断推出新产品。同时，公司也通过收购提高量检测市场覆盖度。1997 年 KLA 通过合并 Tencor 纳入了优秀的薄膜量测技术以及流程诊断和产品线技术，为 KLA 提供了完整的良率管理产品和服务系列。此后，KLA 开始大举收购，迄今一共收购了 27 家公司，持续拓展产品组合和扩大市场份额，成为全球半导体量检测设备龙头。

高研发支出助力 KLA 领跑尖端量检测技术。KLA 在各种复杂尖端的量检测技术赛道上鲜有对手，行业龙头地位稳固，这与高额的研发投入密不可分。近 15 年来， KLA 的研发支出占比一直保持在 10%以上，不断加大投入力度以开发新产品，强者恒强特征明显。2022 财年，KLA 研发投入首次突破 10 亿美元大关，高达 11.05 亿美元。 KLA 盈利水平维持高位，核心竞争力凸显。KLA 毛利率常年维持在 60%左右的高位，净利率在 20%左右波动。凭借其在业内的垄断地位，其盈利能力持续提升，2022 财年其毛利率与净利率分别达到 61%和 36%，高技术附加值尽显。

受益于设备寿命较长，服务收入成为稳定收入来源之一。KLA 超过 50%设备的使用寿命达 18 年，平均使用寿命为 12 年。KLA 设备使用寿命的不断提高带动服务收入的增长，占其营收的 20-25%左右，且受行业周期波动影响较小，已成为 KLA 稳定的收入来源之一。目前国内企业产品竞争力及规模尚小，未来随着产品实力提升和规模的快速增长，服务收入有望成为新的收入增长点。

3、产品竞争力&覆盖度国内领先

当前国内领先地位加持未来高速增长潜力，助力公司紧抓国产替代历史机遇。现阶段，公司依托强劲的科研实力、国内领先的核心技术和优质稳定的客户资源等优势，产品布局持续横向拓宽，核心技术指标不断纵向突破，确立了国内的领先地位。未来，量检测设备国产替代空间巨大，且国产厂商在服务方面有天然优势，加之公司的在研项目与募投项目共同打造的前瞻性布局，使其具备未来高速增长的潜力。同时，公司积极发挥既有领先优势对科研实力与核心技术的反哺作用，实现未来增长的正循环，紧抓国产替代历史机遇。

3.1、强劲研发领跑本土企业

公司科研实力强劲，先后承担多项重大科研项目。公司承担了多个国家级、省级、市级重点专项研发任务。其中，牵头承担了国家科技重大专项“20-14nm 晶圆缺陷光学在线检测的研发与产业化”项目，独立承担了“无图形晶圆缺陷光学在线检测设备研发与产业化”和“图形晶圆缺陷光学在线检测前瞻性研究”两个课题任务。公司不断通过科研项目积累技术厚度，进一步巩固并提升公司的竞争优势。

自研多项核心技术，关键技术指标持续突破。公司的核心技术主要体现在半导体量检测设备的方案设计开发和调试环节，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，均处于国内领先地位且已实现量产。依托于自研的多项核心技术，公司在半导体质量控制设备灵敏度/重复性精度、吞吐量、功能性等关键的性能指标上实现了持续的提高和突破。公司产品与国际竞品整体性能相当，可与国际主流企业形成竞争。其中，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 BIRCH100、三维形貌量测设备 CYPRESS-U950 已广泛应用于国内主流集成电路制造产线，并已实现与国际竞品的无差别使用。同时，相比于国际竞品，公司同类产品在产品性价比、交付周期、售后服务等方面有相对竞争优势。

获评多项荣誉，中标数国内领先。公司共获七项荣誉奖项，其中，于 2020 年获评中芯天津“最佳供应商”称号，三维形貌量测设备和无图形晶圆缺陷检测设备分别在 2020 年和 2021 年获得中国集成电路创新联盟颁发的“IC 创新奖”。同时，公司量检测设备中标数位居国内第一。根据中科飞测招股书数据，2021 年度国内主流厂商公开招标前道检测及量测设备 185 台，国内主要竞争对手仅中标设备 1 台，公司中标设备 14 台，中标占比为 7.57%。市占率国内领先，未来成长可期。依托现有核心技术与科研实力等优势，公司市场占有率增长较为迅速，由 2018 年度的 0.35%增长至 2021 年度的 1.91%，市占率目前位于国内第一。未来叠加量检测设备国产替代的积极推进，公司市占率有望持续攀升。

3.2、产品&客户覆盖度广

产品布局丰富且持续完善，填补国内需求缺口。公司产品布局丰富，涵盖无图形晶圆缺陷检测设备系列、图形晶圆缺陷检测设备系列、三维形貌量测设备系列、薄膜膜厚量测设备系列等设备，且营收规模大于其他国内厂商。同时，公司正在积极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其他型号的设备，相关产品研发成功后将进一步提高公司产品线覆盖的广度，填补国产空白。客户资源优质稳定，多为下游大厂。公司凭借自主创新带来的核心技术优势，进入多个大厂供应链。目前公司客户群已涵盖集成电路前道制程、先进封装和精密加工领域的知名厂商。此外，公司为大客户建立了专属的服务团队以提供及时的驻厂技术服务支持，经验丰富的售后团队能够保证快速响应客户的需求，缩短新产品导入的工艺合时间，以保持客户资源稳定。

3.3、募投项目继续巩固竞争优势

国内成熟制程晶圆厂扩产加码，量检测设备需求有望持续提升。2022 年以来，美国持续加大对中国半导体发展的限制，10 月 7 日美国 BIS 发布了关于长鑫、长存晶圆厂的设备采购限制，延缓了国内存储晶圆厂在 17nm Dram 和 232 层 Nand 的扩产。中美贸易摩擦的升级，延缓了国内先进制程的发展，但对成熟制程 28nm 逻辑 IC、 19nmDram 以及 128 层 Nand 的扩产影响有限。从国内主要晶圆厂产能规划来看，预计 2025 年以前或将投资约 484 亿美元扩充晶圆产能，其中设备支出约为380亿美元，国产设备迎来进一步发展的机遇。

募投项目助力提高产能，聚焦技术突破。公司本次募集资金投资项目主要投向高端半导体质量控制设备产业化项目、研发中心升级建设项目和补充流动资金。2020- 2022 年，公司主要产品产能利用率分别为 82.71%、104.92%及 82.86%，现有生产场地使用已处于较为饱和状态。通过实施高端半导体质量控制设备产业化募投项目，更好满足下游客户因产线扩建、工艺升级而日益增长的需求。同时，研发中心升级建设项目围绕新技术平台和新工艺机型展开，不断提高技术水平和升级产品性能，保持公司技术的领先性。

4、盈利预测

盈利预测 2020-2022 年，公司主营业务收入主要来自检测设备和量测设备，合计销售收入占比分别为 99.92%、99.62%、98.60%，其余主要来自备品备件、提供劳务或服务的销售收入。2023-2025 年，公司主营业务仍然聚焦于量检测设备领域，即来源于检测设备和量测设备。

（1）检测设备：公司检测设备主要有无图形晶圆缺陷检测设备和图形晶圆缺陷检测设备。其中，无图形晶圆缺陷检测设备主要有两款产品，即 SPRUCE-600 和 SPRUCE800，工艺节点分别覆盖 130nm 及以上和 2Xnm 及以上，主要用于 IC 前道制造领域；图形晶圆缺陷检测设备主要出货的也有两款产品，即 BIRCH-60 和 BIRCH-100，主要用于先进封装领域，此外还包括部分其他图形晶圆缺陷检测设备。基于公司检测设备的进展情况，我们预计公司该业务 23-25 年的收入增速分别为 34.61%/39.64%/34.01%，毛利率分别为 53.13%/54.30%/55.20%。

（2）量测设备：公司量测设备主要有三维形貌量测设备、3D 曲面玻璃量测设备和其他量测设备。根据公司量测设备的进展情况，我们预计公司该业务 23-25 年收入的增速分别为 48.94%/46.17%/51.70%，毛利率分别为 37.08%/37.92%/38.83%。（3）其他业务：20-22 年公司其他业务销售收入占比分别为 0.08%、0.38%、1.40%，根据 KLA 服务收入占比情况，我们认为公司其他业务收入占比将逐渐提高，预计 23- 25 年占比分别为 1.5%/2.0%/3.0%，毛利率为 45%/45%/45%。综上，我们预计 23-25 年公司销售收入分别为 7.03/9.99/13.99 亿元，同比增长 38.11%/42.01%/40.07%，毛利率分别为 49.01%/49.92%/50.35%。

我们预计公司 2023-25 年收入分别为 7.03/9.99/13.99 亿元，对应增速分别为 38.11%/42.01%/40.07%，归母净利润分别为 0.33/0.82/1.65 亿元，对应增速分别为 182.99%/147.83%/100.00%，EPS分别为每股0.10/0.26/0.51元，3年CAGR为141.17%。新股上市，市值波动较大，目前对应 PS 为 31/22/16 倍，PE 为 658/266/133 倍。

（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。）