丹羿深度 | 半导体晶圆制造产线的“守门员”——量检测设备
2025-01-23
DANYITZ
丹丨心丨羿丨力丨专丨注丨价丨值丨成丨长
风险警示:以下内容仅供参考,提及行业或个股只做举例说明,不作为投资建议。
量检测设备是晶圆制造产线上的 “ 眼睛 ” ,其中技术难度最高的明场纳米图形晶圆缺陷检测设备(以下简称 “ 明场设备 ” )是 “ 眼睛 ” 里能看到的最小缺陷。量检测设备虽然不是直接生产设备,但和良率控制直接相关,同样不可或缺。量检测设备是技术壁垒高,少量国产化率极低的赛道之一。
量检测设备用于对生产过程中间的晶圆半成品进行检查,确保晶体管结构和目标设计相符:1)在试生产、工艺研发和芯片流片阶段能加速开发流程;2)在批量生产阶段能够找到设备参数的偏移,及时纠正设备、工艺过程的故障和错误。
因此,所有产线都要配备量测设备,否则产线的效率和经济性会很差。一般成熟制程产线,芯片结构简单,工艺流程也成熟,量测设备投资占总设备投资的10%。而在地缘政治矛盾背景下,国内晶圆厂需要很多创新工艺和路线,才能弯道实现和海外芯片可比肩的性能,这个过程也需要国产设备支持客户定制化的需求。因此在国内先进制程产线,量检测设备的占比能达到15%。
资料来源:中科飞测招股说明书
量检测设备种类多样,各类设备的市场占比相对稳定。细分可分为20大类设备,下表仅列举15个。正常一条产线都要用所有设备,20种比例比较固定。每个生产环节都会去测,拿不准的工艺重点测。
资料来源:丹羿投资研究
量检测设备的高壁垒在哪里? 以下从3个角度分析:
以难度最高的明场设备举例,其核心模块包括:1)光源、2)物镜系统,3)工件台,4)TDI相机。前三个模块光刻机也有、技术相似,只是光刻机难度更高,明场设备难度仅次于光刻机。“ 得明场者得天下 ” ,意思是说厂商以明场设备为产品核心,进行多品类拓展,从而确立行业龙头。
在完成数据收集后,依赖软件算法系统进行缺陷分析。其他半导体设备也需要用软件,但是软件是用来监控和控制硬件,核心功能还是依赖于硬件完成(如气体流量控制、温度控制等)。而量检测设备在硬件系统完成数据收集后,需要利用计算机视觉算法分析识别出异常特征,然后标记问题并反馈给工艺过程,以便后续做参数调整。不过算法系统对于国内来说不是难以逾越的瓶颈,只是需要数据积累。由于前道量检测设备的软件占比较高,毛利率通常高于其他半导体设备。海外大厂而言,量测设备龙头KLA毛利率60%左右,刻蚀、沉积及其他设备的平台型公司AMAT、LAM则是50%左右。
全球半导体设备格局之所以非常集中,是因为设备开发与晶圆厂工艺开发强绑定,换设备相当于换产线。对于位于产业链上游的半导体设备公司来说,最关键的壁垒是下游客户壁垒。虽然技术难度相比传统制造业高出不少,但因为此前大量顶尖专家回国,国内政策、资金大力支持,虽然起初产品稳定性做得不如海外大厂,但是能把性能指标基本符合要求的样品做出来,下游晶圆厂客户给试错和改进机会,上游设备公司就会迅速成长进步,比如A股两家市值已达千亿的头部设备公司——北方华创、中微公司。新设备在产线验证需要晶圆厂的工艺工程师密切配合,而晶圆厂本身就有很重的跑通线的任务,还需分出资源来帮助国产设备,分析输出数据和海外设备的差异。
图片来源:中科飞测半导体量检测设备
就投资机会来说,全球量检测设备市场被美国公司垄断,2023年美系设备全球市占率70%,剩余是日本15%,荷兰和以色列各5%。其中美国KLA公司占据全球50%以上市场份额。国内格局方面,主要有3家公司——中科飞测、精测电子、上海睿励,此外还有很多小创业公司。由于设备种类众多,量检测设备发展伊始就竞争格局分散。但随着近几年的技术演进,已经出现平台级龙头公司如中科飞测、精测电子。在高难度的大型设备如明/暗场设备即将实现重大突破,行业格局已经由分散走向逐步集中。在这一高壁垒、具有关键卡位的赛道有望诞生市值500亿以上的龙头公司。
END
往期·点睛
重要声明
请您细阅此重要提示,并完整阅读根据您的具体情况进行选择。 请您确认您或您所代表的机构是符合《中华人民共和国证券投资基金法》、《中华人民共和国信托法》、《私募投资基金监督管理暂行办法》、《信托公司集合资金信托计划管理办法》、《证券公司客户资产管理业务管理办法》、《证券公司集合资产管理业务实施细则》、《基金管理公司特定客户资产管理业务试点办法》及其他相关法律法规所认定的合格投资者。 一、根据我国《私募投资基金监督管理暂行办法》的规定,私募基金合格投资者的标准如下: 1、具备相应风险识别能力和风险承担能力,投资于单只私募基金的金额不低于100万元且符合下列相关标准的单位和个人: (1)净资产不低于1000万元的单位; (2)个人金融资产不低于300万元或者最近三年个人年均收入不低于50万元。(前款所称金融资产包括银行存款、股票、债券、基金份额、资产管理计划、银行理财产品、信托计划、保险产品、期货权益等。) 2、下列投资者视为合格投资者: (1)社会保障基金、企业年金、慈善基金; (2)依法设立并受国务院金融监督管理机构监管的投资计划; (3)投资于所管理私募基金的私募基金管理人及其从业人员; (4)中国证监会规定的其他投资者。 二、根据我国《信托公司集合资金信托计划管理办法》的规定,信托计划合格投资者的标准如下: 1、投资一个信托计划的最低金额不少于100万元人民币的自然人、法人或者依法成立的其他组织; 2、个人或家庭金融资产总计在其认购时超过100万元人民币,且能提供相关财产证明的自然人; 3、个人收入在最近三年内每年收入超过20万元人民币或者夫妻双方合计收入在最近三年内每年收入超过30万元人民币,且能提供相关收入证明的自然人。 三、根据我国《证券公司客户资产管理业务管理办法》的规定,集合资产管理计划合格投资者的标准如下: 1、个人或者家庭金融资产合计不低于100万元人民币; 2、公司、企业等机构净资产不低于1000万元人民币。 依法设立并受监管的各类集合投资产品视为单一合格投资者。 如果确认您或您所代表的机构是一名“合格投资者”,并将遵守适用的有关法规请点击“接受”键以继续浏览本公司网站。如您不同意任何有关条款,请直接关闭本网站。 “本网站”指由上海丹羿投资管理合伙企业(普通合伙)(以下简称“本公司”)所有并及其网站内包含的所有信息及材料。本网站所发布的信息、观点和数据有可能因所基于的信息发布日之后的情势或其他因素的变更而不再准确或失效,本公司不承诺及时更新不准确或过时的信息、观点以及数据。 本网站介绍的信息、观点和数据仅供一般性参考,不应被视为购买或销售任何金融产品的某种要约,亦非对任何交易的正式确认。投资有风险,投资产品的过往业绩并不预示其未来表现,本公司不对产品财产的收益状况做出任何承诺或担保,投资者不应依赖本网站所提供的数据做出投资决策,在做出投资决策前应认真阅读相关产品合同及风险揭示等宣传推介文件,并自行承担投资风险。