1.1 深耕半导体质量控制设备领域，产品性能比肩国际巨头
中科飞测是国内领先的高端半导体质量控制设备公司，成立于 2014 年 12 月，于 2023 年 5 月登陆科创板上市。公司自成立以来始终专注于检测和量测两大类集 成电路专用设备的研发、生产和销售，产品主要包括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。公司拥有独立的研发、采购、生产和销售体系，产品已广泛应用在中芯国 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集成电路 制造产线，打破在质量控制设备领域国际设备厂商对国内市场的长期垄断局面。
半导体质量控制设备是集成电路生产过程中核心设备之一，涉及对集成电路制造 的生产过程进行全面质量控制和工艺检测，对设备的灵敏度、速度均有较高的要 求。公司的产品根据检测类型的不同，可分为检测设备和量测设备。
公司的检测设备主要功能系检测晶圆表面或电路结构中是否出现异质情况，如颗 粒污染、表面划伤、开短路等对芯片工艺性能具有不良影响的特征性结构缺陷。 主要产品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 设备的主要功能系对被观测的晶圆电路上的结构尺寸和材料特性做出量化描述， 如薄膜厚度、关键尺寸、刻蚀深度、表面形貌等物理性参数的量测。主要产品包 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。
1.2 股权控制集中，产业背景深厚
CHEN LU（陈鲁）、哈承姝夫妇为公司实际控制人，合计持有公司 30.54%股份。截 至 2024 年 3 月 31 日，苏州翌流明持有公司 11.81%的股份，CHEN LU（陈鲁）、哈 承姝夫妇合计持有苏州翌流明 100%股份；小纳光持有公司 5.89%股份，苏州翌流 明为小纳光执行事务合伙人，CHEN LU（陈鲁）、哈承姝夫妇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 5.2%股份。实控人 CHEN LU（陈鲁）产业背景深厚，拥有丰富的行业经历；实控人哈承姝拥有丰富的财务及投资行业 从业经历。
公司股东产业背景豪华。截至 2024 年 3 月 31 日，公司第二大股东为国投基金， 持有公司 11.4%的股份；芯动能持有公司总股本的 4.81%，大基金和京东方各持 有芯动能 37.35%的股份；中科院微电子所持有公司 3.63%的股份。 公司共有北京和苏州两家分公司、8 家控股子公司以及一家孙公司（新加坡中科 飞测）。上述已开展经营活动的公司中，主要业务包括从事与设备相关的研发、生 产和销售、零部件采购及设备销售以及与销售相关的客户服务支持等，与母公司 的经营活动有一定的协同效应。
1.3 营收高速增长，持续加大研发投入
行业景气度提升，公司营收利润增长。中科飞测 2023 年营业收入 8.91 亿元，同 比增长 74.95%。2019 至 2023 年公司营业收入呈快速增长趋势，年均复合增长率 为 99.72%。公司营收快速增长的原因一是受下游市场需求驱动，半导体产业高景 气带来的需求增加，二是公司持续自主创新，研发出能够对标进口产品性能的设 备，持续提高公司的竞争力，积累了越来越多优质的国内客户。公司 2021 年实 现归母净利润 5343 万元，同比增速高达 34.96%，利润增长得益于客户的不断增 加带来的出货量增加。2022 归母净利润为 1174 万元，同比下滑原因在于研发费 用支出较高，2023 年公司实现归母净利润 1.4 亿元，同比增长 1072.38%，得益 于公司经营规模逐步扩大，规模效应凸显。 2024Q1 公司实现营收 2.36 亿元，同比增加 45.6%，实现归母净利润 0.34 亿元， 同比增长 9.16%，主要系公司产品类型日趋丰富，市场认可度不断提升，公司产 品销量同比大幅增加，收入规模实现快速增长，且盈利能力逐步提升。
检测和量测设备销售收入均呈快速增长。公司的主营业务收入来源主要为检测设 备和量测设备。2023 年，检测设备营收为 6.54 亿元，同比增长 69.87%；量测设 备收入为 2.22 亿元，同比增长 88.14%。检测和量测产品收入占比逐年提升，主 要系公司设备自 2017 年通过下游知名客户验证后，口碑效应明显，产品迅速获 得市场广泛认可，客户数量快速增长，带动设备销量的快速增长。我们认为未来 随着下游客户对公司量检测设备需求增长，以及公司销售的产品型号更加丰富， 公司量检测设备销售收入有望持续高增。
公司量检测设备毛利率逐步提升，费用管控效果显著。公司近几年的毛利率逐渐 提升，2023 年检测设备的毛利率为 57.17%，量测设备的毛利率为 38.79%。整体 来看，检测设备的毛利率相对较高，但量测设备的毛利率增长较快，未来随着设 备出货量不断增加，公司规模效应显现，将带动毛利率进一步增长。公司期间费 用率呈下降趋势，其中管理费用波动较大，系 2019 年度进行股权激励中一次性 计入股份支付费的金额较大所致。
在手订单充足。公司 2024Q1 存货达 12.87 亿元，合同负债达 4.78 亿元，作为在 手订单前瞻性指标，可充分反映公司在手订单充裕，存货持续增长，合同负债自 2022 年维持在 4.4 亿以上，公司为应对业绩增长积极备货，存货呈上升趋势，营 收增长可期。
2023 年研发投入加大，研发成果显现。随着公司营收的加速增长，公司的研发占 比下降，但研发费用投入不断加大，2023 年公司研发投入 2.28 亿元，同比增加 10.68%，系公司为加大竞争力，拓展公司产品品类，并对原有产品进行迭代升级。 同时，公司研发团队不断扩大，2019 至 2023 年，公司研发人员数量分别为 96 人、 121 人、223 人、324 人和 378 人，研发团队快速扩张，研发人员占比逐步提高。
高度重视研发，专利技术收获丰硕。截止 2023 年末，公司共拥有境内外授权专 利 482 项，其中发明专利 111 项、实用新型专利 348 项，外观设计专利 5 项，拥 有软件著作权 18 项。多项专利技术以及软件著作权增强了公司的行业竞争力。 同时，多项在研项目进展顺利，也将为公司未来发展注入新的动力。
研发团队核心技术人员具备专业背景和丰富产业经验。截止 2023 年 12 月 31 日， 公司研发人员 378 人，占公司员工人数 43.20%，团队涵盖光学、算法、软件、机 械、电气、自动化控制等多领域。三位核心技术人员均为博士研究生，其中 CHEN LU 曾任 KLA 资深科学家，黄有为、杨乐也曾任职于中科院微电子所，核心技术人 员产业经验丰富，具备业界前瞻视角。
推出股权激励计划，提振军心共谋未来发展。根据公司公告，公司于 2024 年 4 月 推出股权激励计划，授予限制性股票数量 800 万股，占本激励计划草案公告时公 司股本总额 32,000 万股的 2.50%；授予激励对象共计 113 人，占公司员工总人数 的 12.91%，包括公司董事、高级管理人员、核心技术人员及技术骨干人员。我们 认为，公司此举彰显了其对未来发展的自信，加大股权激励将充分调动员工积极 性，有利于进一步提高技术研发效率，为公司后续发展提供有力支撑。
过程控制：半导体晶圆制造过程中不同工艺之后，往往需要进行尺寸测量、缺陷 检测等，用于工艺控制、良率管理，要求快速、准确。尺寸测量、缺陷检测等应 用于每道制程工艺之后。IC 量测设备用于工艺控制、良率管理，检测要求快速、 准确、非破坏。IC 量测在发展过程中，在尺寸微缩、复杂 3D、新型材料方面面临 各类技术难点，面对诸如存储、CIS、化合物半导体等不同半导体检测等多种需求 不断升级。IC 量测设备的技术类别包括探针显微镜、扫描/透射电镜、光学显微 镜、椭偏/散射仪等，技术发展方向包括延续现有的非破坏测量技术，电镜方面推 进并行电子束技术，散射仪向 EUV、X 射线延伸以缩小波长，并联合多种测量手 段和机器学习实现混合测量等。 过程控制设备包括应用于工艺过程中的测量类设备（Metrology）和缺陷（含颗粒） 检查类设备（Inspection）。芯片生产过程中，在线工艺检测设备要对经过不同工 艺后的晶圆进行无损的定量测量和检查，从而保证工艺的关键物理参数（如薄膜 厚度、线宽、沟/孔深度、侧壁角等）满足要求，同时发现可能出现的缺陷并对其 进行分类，剔除不合格的晶圆，避免后续工艺浪费。工艺检测设备的另一个作用 是协助工艺开发和试生产时优化设备运行参数和光掩模的设计，优化整个工艺流 程，缩短开发时间，提升成品率并实现量产。
半导体量测 Metrology 主要包括： 1）套刻对准的偏差测量； 2）薄膜材料的厚度测量； 3）晶圆在光刻胶曝光显影后、刻蚀后和 CMP 工艺后的关键尺寸（CD）测量； 4）其他：如晶圆厚度，弯曲翘曲（Bow/Warp），1D/2D 应力 stress，晶圆形貌， 四点探针测电阻 RS，XPS 测注入含量等，AFM（原子力显微镜）/Metal plus（超 声波）测台阶高度（Step Height）等。 半导体检测 Inspection 主要包括： 1）无图形缺陷检测，包括颗粒（particle）、残留物（residue）、刮伤（scratch）、 警惕原生凹坑（COP）等； 2）有图像缺陷检测，包括断线（break）、线边缺陷（bite）、桥接（bridge）、线 形变化（Deformation）等； 3）掩模版缺陷检测，包括颗粒等； 4）缺陷复检，针对检测扫出的缺陷（位置，大小，种类），用光学显微镜或扫描 电镜确认其存在。
中道检测面向先进封装环节，主要是芯片倒装（Flip-Chip）、圆片级封装（Wafer -Level Package）和硅通孔（Through Silicon Via， TSV）等先进工艺要求对 凸点（Bump）、通孔（TSV）、铜柱（Copper- Pillar）等的缺损/异物残留及其形 状、间距、高度的一致性，以及再布线层（Redisriburion Layer，RDL）进行无 接触定量检查和测量。后道测试则主要是利用电学对芯片进行功能和电参数测试， 主要包括晶圆测试和成品测试两个环节。
根据制造过程中采用的不同材料和结构，工艺检测设备分别采用包括宽波段光谱 （紫外到红外）、电子束、激光和 X 射线等多种不同技术。性能指标方面，随着工 艺不断向细微线宽发展，器件形态结构也由二维平面结构向三维结构转变，因此 对检测设备的灵敏度、可适用性、稳定性及吞吐量等都有更高要求。
应用光学检测技术的设备可以相对较好的实现有高精度和高速度的均衡，并能够 满足其他技术所不能实现的功能，如三维形貌测量、光刻套刻测量和多层膜厚测 量等应用，因此采用占多数。根据 VLSI Research，2023 年全球半导体检测和量 测设备市场中，检测设备占比 67.9%，包括纳米图形晶圆缺陷检测设备、无图形 晶圆缺陷检测设备、图形晶圆缺陷检测设备等；量测设备占比 30.8%，包括关键 尺寸量测设备、套刻精度量测设备、薄膜膜厚量测设备、三维形貌量测设备等。
2.1 量测
套刻精度测量设备：用于测量层与层之间的套刻误差，也就是两层图形结构中心 的平面距离，主要测量系统有 3 种，光学显微成像（IBO）系统、光学衍射（DBO） 系统和扫描电镜（SEM-OL）系统。光学显微成像系统最常用，通过成像的方式计 算套刻误差；光学衍射系统采用非成像的方式，通过光强传感器测量衍射射束强 度确定套刻误差，使用的光学元件较少，常用于先进的光刻工艺控制中；扫描电 镜系统主要用于刻蚀后的最终套刻误差测量，测量速度较慢。 套刻精度测量的对象是套刻目标图形，这些图形通常制作在划片槽区域，用于成 像套刻测量系统的目标图形通常有（a）块中块、（b）条中条和（c）目标（AIM） 图形。
常见的光学套刻设备是 KLA 的 Archer 系列和 ASML 的 YieldStar 系列，Archer 系 列使用 IBO 和 DBO 测量技术，可测量多种套刻目标图形；YieldStar 使用 DBO 测 量技术；Hitachi 的 CD-SEM CV 系列使用高压加速扫描电子显微镜（SEM-OL）。
薄膜厚度测量：晶圆在进行多次各种材质的薄膜沉积后，需要对薄膜厚度和其他 参数性质进行准确判断，以确保产品满足性能设计要求。测量薄膜厚度的方法很 多，传统的方法主要是通过台阶仪直接测量，但是这种方法对薄膜本身破坏较大， 同时测量结果受仪器精度的影响较大，因此精确测量成本较高。目前应用较普遍 的方法主要有非光学方法和光学方法两大类，非光学方法只能用于薄膜厚度的测 量，主要包括四探针法、涡流法、电容法、电磁等，其中四探针法和涡流法为较 多应用的方法；利用光学原理测量薄膜厚度的方法主要有棱镜耦合导模法、光切 法、多光束干涉法、分光光度测量法、椭圆偏振法等。其中椭圆偏振法应用最为 广泛，并且能同时测量薄膜的光学参数。
四探针法（4PP）是指用四个等距的金属探针接触薄膜材料表面，外围两探针通直 流电流，中间两根探针接电位差计测量电压降，基于所测的电压和电流得出具体 位置的电阻，薄膜厚度由薄膜材料电阻率除以所得电阻得到，一般通过软件计算 得出。涡流法（EC）是指通过线圈的时变电流在导电层中产生时变的涡流。这些 时变的涡流反过来产生一个磁场，改变驱动线圈的阻抗，该阻抗与薄膜材料的电 阻成反比，同样通过换算可以得出薄膜厚度参数。
椭圆偏振法基本原理为：将一束椭圆偏振光按照一定的入射角照射到样品上，已 知入射光的偏振态，可根据偏振态的改变来确定薄膜材料的具体结构，得到其厚 度和光学参数信息（如复折射率、厚度或复介电常数等）。
目前非光学测量薄膜膜厚产品主要有科磊的 Filmetrics R50 系列，光学测量薄 膜膜厚产品主要有包括科磊的 Aleris 系列和 SpectraFilm 系列。国内光学测量 薄膜膜厚产品有上海精测的 EFILM 系列。
关键尺寸测量设备：主要用于芯片生产过程中的关键尺寸（CD）、高度、侧壁角的 在线测量和关键设备（光刻机、涂胶显影设备等）的性能监控。其中关键尺寸测 量主要用于显影后检查（ADI：After Development Inspection）和刻蚀后检查 （AEI：After Etch Inspection）。目前主要依靠光学散射仪的非成像式测量技 术，光学散射仪又称为光学关键尺寸测量仪（OCD），其原理是通过测量样品的散 射信息，求解逆散射问题来重构待测样品的三维形貌。
OCD 测量的基本流程主要包括正问题和反问题两个重要步骤，正问题是通过一定 的散射测量装置获得待测样品结构的散射信息，需要解决的是仪器测量问题，反 问题是需要从测量得到的散射数据中提取待测样品的三维形貌参数，需要解决的 是构建光与待测样品结构间相互作用的正向散射模型并选择合适的求解算法。 测量仪器：目前主要使用的光学散射装置可以分为角分辨散射仪和光谱散射仪。 角分辨散射仪的优点在于由于采用单一波长，在数据分析时不需要对样品材料的 介电函数进行假设；此外可以相对容易扩展到较短的波长范围，如 EUV 和 X 射线。 其劣势在于其中包含移动组件，限制了测量速度。光谱散射仪的优势在于测量速 度非常快，目前常用的一种基于光谱椭偏仪（SE）的散射仪，其可以达到很高的 垂直分辨率，相对于角分辨散射仪，可以获得更多的测量信息。其劣势在于，为 了精确测量，尤其是在椭偏散射测量中，需要精确的校准，并需要预先确定样品 材料在较宽光谱范围内的光学常数。实际使用中，为了提高测量灵敏度，通常将 两种散射测量方式相结合。
构建正向散射模型并选择求解算法：在光学散射测量中，从散射测量数据中提取 出待测样品三维形貌参数的本质上是逆散射问题的求解过程。目前主要有两种求 解方法，分别是库匹配法和非线性回归法。库匹配的参数提取过程中，是事先建 立散射仿真数据库，然后将测量数据跟仿真数据比较，得到最佳匹配测试数据的 仿真数据所对应的待测参数值。非线性回归法是不断调整输入参数，使得测量数 据与正向散射模型计算出来的仿真数据差异降至允许范围内。库匹配法的优势在 于可以快速提取待测参数，但是需要事先建立并存储庞大的仿真数据库，且准确 度受数据库网格间距的限制。非线性回归法的优势是不需要建立仿真数据库，且 可以得到比较准确的结果，但是由于每次迭代都要调用正向散射模型来计算仿真 数据，因此非常耗时。
除了 OCD 之外，原子力显微镜（AFM）和扫描电镜（SEM）也是微纳米线间距尺寸 测量类仪器应用最广泛的两类。二者所获得图像的横向分辨力相近。AFM 得到被 测产品表面的形貌结构图像，是真正的三维图像，并能测量样品的三维信息。SEM 只能提供二维图像，但其图像有很大的景深，视野较大。关键尺寸扫描电子显微镜（CD-SEM）是具有自动定位并测量线条功能的扫描电镜，广泛用于半导体产线 线宽的监控。 扫描电子显微镜是利用材料表面特征的差异，在电子束作用下通过试样不同区域 产生不同的亮度差异，从而获得具有一定衬度的图像。成像信号是二次电子、背 散射电子或吸收电子，其中二次电子是最主要的成像信号。高能电子束轰击样品 表面，激发出样品表面的各种物理信号，再利用不同的信号探测器接受物理信号 转换成图像信息。
算法：CD-SEM 获得测量图形的影像后．CD-SEM 进行测量并将数据上传。CD-SEM 在测量算法上需要不断优化和提高，以使测量结果真实准确反映样品的性能。例 如，推出新的测量方式，包括边缘粗糙度（Edge Roughness）、间隙（Gap）、扭曲 度（Wiggling）、叠对（Overlay）、图形重心（Center Gravity）等，此外还需要 不断提高测量可靠性，以及对产品工艺波动的敏感度。
2.2 检测
图形晶圆缺陷检测：光学图形晶圆缺陷检测设备是通过高精度光学检测技术，对 晶圆上的缺陷和污染进行检测和识别，向晶圆厂提供不同生产节点中晶圆的产品 质量问题，并确认工艺设备的运行情况是否正常，从而提高良率，节约成本。光 学检测技术是通过从深紫外到可见光波段的宽光谱照明或者深紫外单波长高功 率的激光照明，以高分辨率大成像视野的光学明场或暗场的成像方法，获取晶圆 表面电路的图案图像，实时地进行电路图案的对准、降噪和分析，以及缺陷的识 别和分类，实现晶圆表面图形缺陷的捕捉。 光学图形晶圆缺陷检测设备分为明场和暗场两大类别，两者的主要区别是：明场 设备是收集晶圆表面垂直反射的光信号来分析缺陷，而暗场设备是收集晶圆表面 散射回来的光信号来分析。如果晶圆表面是平整没有缺陷的，则明场设备反射回 来的光是相对比较完整的入射光，而暗场设备的入射光则被全反射，其接收到的 是散射光信号。 随着设备行业不断发展，明场与暗场的定义也在变化，现在明场一般指的照明光 路和采集光路在临近晶圆段共用同一个显微物镜，而暗场指照明光路和采集光路 在物理空间上是完全分离的。因为垂直反射和散射光信号的差别，明场设备的检 测灵敏度比暗场设备的高，但明场设备扫描速度也较慢。
明场光学图形圆片缺陷检测设备发展趋势：更亮的光源照明、更宽的光谱范围、 更高的呈现分辨率、更大数值孔径、更大成像视野等。传统光源以氙灯或汞放电 灯，到目前的激光持续放电灯。光源波长范围为 180~650nm，光学系统以透镜为 主，为了在宽光谱波长范围中达到更好的光学分辨率，会加入多层反射镜片降低 色差。针对不同类型的晶圆，明场光学图形晶圆缺陷检测可以使用不同的配置， 即不同光学参数和系统参数的组合，当前的设备的配置数量超过一万种。 当前市场上的主流设备是 KLA 的 39xx 系列、29xx 系列和应用材料的 UVision 系 列。
暗场光学图形圆片缺陷检测设备发展趋势：更好的噪声控制、更高的成像分辨率、 更高的检测扫描速度等，光源以激光光源为主，发光波长为 193nm、266nm、355nm 等，波长越短，成像分辨率越高。 当前市场上的主流设备是 KLA 的 Puma 系列和日立（Hitachi High-Tech）的 DI 系列。
缺陷检测的常用算法就是将每个芯片的图像与前/后若干芯片的图像进行比较， 找到图像的不同，得到可能的缺陷图像。此外还有一种方式是将每个芯片的图像 和实现取得的黄金芯片（Golden Die）的图像对比，找到图像的不同。明场和暗 场光学图形晶圆缺陷检测过程及检测算法类似。
电子束图形晶圆缺陷检测设备。随着半导体技术进步和先进工艺对缺陷容忍度降 低，与普通光学明场和暗场晶圆缺陷检测设备相比，电子束图形晶圆缺陷检测设 备对图形的物理缺陷（颗粒、突起、桥接、空穴等）具有更高的分辨率，以及特 有的通过电压衬度检测隐藏缺陷的能力。由于具有可以通过电压衬度成像检测到 光学显微镜下不可见的缺陷等优势，逐步发挥越来越大的作用，成为光学检测设 备的有力补充。
电子束图形晶圆缺陷检测设备是一种利用扫描电子显微镜在前道工序中对集成 电路晶圆上的刻蚀图形直接进行缺陷检测的工艺检测设备。其核心是扫描电子显 微镜，通过聚焦电子束对晶圆表面进行扫描，接受反射回来的二次电子和背散射 电子，将其转换成对应的晶圆表面形貌的灰度图像。通过比对晶圆上不同芯片同 一位置的图像，或者通过图像和芯片设计图形的直接比对，可以找出刻蚀或设计 上的缺陷。其性能强调具有更高的扫描和图像采集速率、更大的扫描场、高速的 样品运动定位能力以及在低入射电压下的图像质量。 与光学缺陷检测设备相比，虽然电子束检测设备在性能上占优，但因逐点扫描的 方式导致其检测速度太慢，不能满足晶圆厂对吞吐能力的需求，无法大规模替代 光学设备承担在线检测任务，目前主要用于先进工艺的开发，工作模式主要为抽 样检测。 当前市场上的主流供应商是 ASML（收购汉民微测科技）和应用材料。
无图形晶圆缺陷检测设备：其作用是检测裸晶圆缺陷，为后续图形化检测打下基 础。无图形晶圆表面检测系统能够检测的缺陷类型包括颗粒污染、凹坑、水印、 划伤、浅坑、外延堆垛、CMP 突起、晶坑、滑移线等，应用领域主要有三类： （1）芯片制造：主要包括来料品质检测、工艺控制、晶圆背面污染检测、设备洁 净度监测等；（2）硅片制造：主要包括工艺研发中的缺陷检测、硅片出厂前的终检流程； （3）半导体设备制造：主要包括工艺研发中的缺陷检测、设备的工艺品质评估 （颗粒、金属污染）等。 检测过程：无图形晶圆缺陷检测设备能够实现无图形晶圆表面的缺陷计数、识别 缺陷的类型和空间分布。通过将单波长光束照明到晶圆表面，利用大采集角度的 光学系统，收集在高速移动中的晶圆表面上存在的缺陷散射光信号。通过多维度 的光学模式和多通道的信号采集，实时识别晶圆表面缺陷、判别缺陷的种类，并 报告缺陷的位置。
暗场无图形检测：光学缺陷检测中，暗场散射技术通常用于晶圆等精密元件的表 面缺陷检测，具有非接触、非破坏、灵敏度高以及检测速度快等诸多优点。同时， 相比于明场检测，暗场检测检测速度更快，更适用于高频的三维形貌，并能检测 远小于系统分辨率和光学尺寸的缺陷，因此尤其适用于无图形晶圆缺陷检测。
最小灵敏度和吞吐量是关键指标。最小灵敏度表示设备能够检测到晶圆表面最小 颗粒缺陷的直径，该指标的数值越小，表明设备能够检测到晶圆表面更小尺寸的 缺陷；吞吐量表示该设备单位时间内完成检测的晶圆数量，该指标的数值越大， 表明设备的检测速度越快。
全球无图形晶圆检测设备长期由 KLA 和日立主导。KLA 的无图形晶圆缺陷检测设 备 Surfscan 具备 DUV 灵敏度和高产能的无图案晶圆表面检测系统，可以检测裸 晶圆、平滑和粗糙膜以及精细的光阻和光刻涂层中独特的缺陷类型；HITACHI 的 LS 系列通过暗场检测从缺陷散射的光，同时抑制晶片表面的背景噪声，实现 了高灵敏度，被广泛用于控制 10 纳米级半导体制造中的污染，以及交付和来 料晶圆质量控制。国产厂家中科飞测的无图形晶圆检测设备 S1 性能已达到国际 先进水平，未来有望实现无图形缺陷检测设备的国产替代。
根据 VLSI Research，2023 年全球半导体检测和量测设备市场规模总计 128.3 亿 美金，同比增长 39.3%，其中纳米图形晶圆缺陷检测设备（25.0 亿美元），占比最 高、其次为掩模版缺陷检测设备（18.1 亿美元），占比 14.1%，无图形晶圆缺陷检 测设备（13.2 亿美元），占比 10.3%。全球半导体检测和量测设备市场规模自 2016 年 47.6 亿美元增长至 2023 年 128.3 亿美元，CARG 达 13.2%。
全球过程控制市场主要由海外龙头 KLA 主导。全球过程控制主要赛道由海外厂商 主导并垄断，KLA 在大多细分领域具有明显优势，此外 AMAT、Hitachi、Onto、 ASML 也有所布局。国内公司精测电子、睿励科学仪器、中科飞测、东方晶源、赛 腾股份等主要布局。
海外厂商主导国内市场，国产替代空间广阔。中国半导体检测与量测设备市场国 产化率低，海外龙头主导国内市场，科磊在国内市场份额超过 50%，且得益于中 国市场规模近年来高速增长，根据 VLSI，科磊在中国大陆市场 2016-2020 年 5 年 的营收 CAGR 超过 35.7%，显著高于其在全球约 13.2%的复合增速。
3.1 自主研发九大核心技术，布局先进制程
立足九大核心技术，实现产品性能持续突破。公司通过多年在半导体质量控制领 域的持续自主研发创新，掌握了覆盖光学检测技术、大数据检测算法和自动化控 制软件等领域的核心技术。基于公司的九项核心技术，公司在灵敏度/重复性精 度、吞吐量、功能性等关键性能指标上实现了持续突破，提升了产品优势，满足 了客户提升产品良率和降低客户成本等方面的需求。 具体来看，1）在灵敏度方面：实现了晶圆表面的纳米量级微小凹坑深度等不同重 要尺度的高精度测量。公司实现了无图形/图形晶圆缺陷检测设备系列最小灵敏 度 23nm/0.5μm 缺陷尺度的检测，三维形貌/薄膜膜厚量测设备系列重复性精度 显著提高，分别达到 0.1nm 和 0.003nm。2）在吞吐量方面：实现了设备高灵敏度 下的高吞吐量。无图形晶圆缺陷检测设备系列实现了灵敏度 102nm 下 100wph 的 吞吐量、灵敏度 26nm 下 25wph 的吞吐量；图形晶圆缺陷检测设备系列实现了灵 敏度 3μm 下 80wph 的吞吐量。3）在功能性方面：满足客户对晶圆全维度的缺陷 检测。公司实现了对晶圆正面、背面和边缘的缺陷分布检测，可以在制程工艺的 早期就及时发现 3D NAND 多层 Bonding 工艺（边缘）和 CMP 工艺（背面）中的缺 陷，从而提高晶圆制造的良率。
布局先进产品，技术创新驱动业务发展。中科飞测坚持技术创新驱动业务发展， 布局 6 项适用于 28nm 以下制程的技术，以通过提高激光功率、缩小照明线宽， 提升设备检测的灵敏度，优化和提高光学成像的分辨率，并通过引入机器学习和 深度学习算法，实现复杂多变缺陷的识别和分类。我们认为，通过不断的技术创 新，助力先进制程产品开发，以满足国内客户功能需求，有望提高公司市占率。
3.2 量/检测设备性能媲美国际竞品，持续加大研发投入
公司检测设备客户订单量持续稳步增长，新品验证进展顺利。截至 2023 年底， 公司累计生产交付近 300 台无图形晶圆缺陷检测设备，覆盖超过 100 家客户产 线；累计生产交付超过 200 台图形晶圆缺陷检测设备，覆盖超过 50 家客户产线。 此外，公司自主研发了纳米量级明场/暗场图形晶圆缺陷检测设备，目前均已完 成适用于逻辑芯片、存储芯片等应用领域的设备样机研发，积极开展国内多家主 流客户的多种复杂图形工艺样片的验证测试。
公司无图形晶圆缺陷检测设备实现高敏感度下高吞吐，可媲美国际竞品。公司通 过高精度的光学检测技术和增强信噪比，使得最小灵敏度远小于设备所使用的光 源波长所对应的光学成像分辨率，公司 SPRUCE-600 和 SPRUCE-800 设备可实现的 最小灵敏度分别为 60nm 和 23nm，已在中芯国际等知名晶圆制造厂商的产线上实 现无差别应用。其中，SPRUCE-600 在灵敏度为 102nm 时的吞吐量为 100wph， SPRUCE-800 在灵敏度为 26nm 时的吞吐量为 25wph。公司的这两款设备分别对标 科磊半导体的 SurfscanSP1TBI 和 SurfscanSP3，可以看到，与国际竞品整体性能 相当，在工艺节点上实现同等精度。
公司图形晶圆缺陷检测设备灵敏度和吞吐量满足不同客户需求，与国际竞品性能 相当。公司图形晶圆缺陷检测设备 BIRCH-100 主要应用于先进封装环节的晶圆出 货检测，最小灵敏度可达到 0.5μm，在灵敏度为 3μm 时的吞吐量为 80wph，并 且支持三种彩色复查模式。可以看到，公司该设备与创新科技的 Rudolph F30 关 键性能参数相当，可检测到晶圆表面缺陷同等最小尺寸。此外，公司该设备已在 长电先进、华天科技等知名先进封装厂商的产线上实现无差别应用。
公司量测设备客户订单量快速增长。公司量测设备的主要对被观测的晶圆电路上 的结构尺寸和材料特性做出量化描述。截至 2023 年底，公司累计生产交付近 150 台三维形貌量测设备，覆盖近 50 家客户产线；薄膜膜厚量测设备竞争力持续提 升，取得广泛应用和批量销售；套刻精度量测设备已实现批量销售，得到国内各 类客户的广泛认可，客户订单量快速增长。
公司三维形貌量测设备重复度精度满足不同客户需求，可媲美国际竞品。重复性 精度的数值大小通常需要达到客户实际制程工艺控制精度的 1/3 或更小，才能够 支持客户实现对其产线制程工艺的精准控制。公司三维形貌量测设备的重复性精 度达到 0.1nm，能够支持 2Xnm 及以上制程工艺中的三维形貌测量，采用自动数据 采集和分析。公司该设备重复度精度可以满足不同客户需求，已在长江存储等知 名晶圆制造厂商的产线上实现无差别应用。可以看到，公司该设备对标帕克公司 NX Wafer，在重复性精度指标上达到同等精度，整体性能相当。
公司在研项目众多，为公司发展带来新动力。公司在研项目众多，主要包括纳米 图形晶圆缺陷检测设备以及检/量测研发平台，应用于集成电路前道以及先进封 装。公司多项项目进展顺利，已进入产业化验证环节。截至 2023 年底，公司已累 计投入超过 3 亿元，预计总投资规模超过 4 亿元。
3.3 绑定头部客户，市占率有望提升
绑定国内龙头客户，深度受益扩产。受益于公司在设备和软件产品组合上的完整 战略布局，以及在核心技术上的持续研发突破、在产品迭代升级上的快速推进， 公司得以紧跟客户的工艺发展需求。公司多个系列设备通过国内龙头集成电路前 道制程及先进封装厂商的验证，并多次获得中芯国际、长江存储、士兰集科、 长 电科技、华天科技、通富微电等知名客户重复订单。
公司九大系列设备和三大系列软件产品组合构成了全方位的良率管理解决方案： 1）九大系列设备面向全部种类集成电路客户需求，其中六大系列设备已经在国 内头部客户批量量产应用，技术指标全面满足国内主流客户工艺需求，各系列产 品市占率稳步快速增长；另外三大系列设备已完成样机研发，其中明场纳米图形 晶圆缺陷检测设备和光学关键尺寸量测设备已出货客户开展产线工艺验证和应 用开发，暗场纳米图形晶圆缺陷检测设备正在进行客户样片的工艺验证和应用开 发中，并与多家国内头部客户达成客户现场评估意向。 2）三大系列智能软件已全部应用在国内头部客户，并不断提高在不同应用领域 的覆盖度，结合质量控制设备产品组合，使得客户能够准确测量并且集中管理和 分析芯片制造过程中产生的所有检测、量测、电性测试等良率相关数据，有效地 提升半导体制造良率和产品性能。
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