【企业报告】前道设备|中科飞测(688361)深度研究报告:国产半导体检测与量测的“智能天眼”

在芯片制造的复杂流程中，确保每一步工艺都完美无瑕，比事后发现缺陷更为关键。如同为高速运转的生产线配备“火眼金睛”和“精密尺子”，实时监控每一片晶圆的“健康状况”。深圳中科飞测科技股份有限公司，正是中国在半导体质量控制核心环节——检测与量测设备领域的领军企业。

一、整体概况/基本资料

深圳中科飞测科技股份有限公司成立于2014年，总部位于深圳，是一家专注于半导体质量控制设备的研发、生产和销售的高新技术企业。公司产品涵盖无图形晶圆缺陷检测、图形晶圆缺陷检测、三维形貌量测以及薄膜膜厚量测等关键环节，是国内少数在高端检测与量测设备领域实现系列化突破的企业。中科飞测于2023年在上海证券交易所科创板上市。

二、公司团队及管理团队

公司核心团队拥有深厚的技术背景和海外产业经验。

三、创始人介绍

陈鲁博士是中科飞测的创始人和技术总设计师。

1977年，陈鲁出生在天津市的一个高级知识分子家庭，其父陈克复当时是天津轻工业学院（现天津科技大学）的教授（2003年当选为工程院院士），国内制浆造纸工程领域的权威专家。

1977年，陈鲁出生在天津市的一个高级知识分子家庭，其父陈克复当时是天津轻工业学院（现天津科技大学）的教授（2003年当选为工程院院士），国内制浆造纸工程领域的权威专家。

他本科毕业于中国科学技术大学物理学专业，后赴美深造，获得布朗大学物理学博士学位。博士毕业后的陈鲁选择了留在美国工作，先后在国际知名检测设备企业鲁道夫技术公司（Rudolph Technologies）和科磊半导体公司（KLA）担任资深科学家，此时的陈鲁，已经是年薪百万美元的“金领一族”。此外，他还在结识了当时正在美国做律师的贵州女孩哈承姝，两人组建起了自己的小家庭。

他的主要成就与创业历程在于：1）瞄准“卡脖子”关键环节回国创业：凭借在国际龙头的顶尖经验，他敏锐地认识到检测与量测设备是国产半导体产业链中最薄弱、最关键的环节之一，毅然回国创立中科飞测。2）实现高端设备系列化突破：带领团队从零开始，攻克了光学设计、高速信号处理、精密算法等一系列难关，成功推出覆盖多道关键工艺的检测与量测设备，打破了国际垄断。3）构建高水平研发体系：聚集了一批海内外顶尖人才，建立了与国际接轨的研发流程和质量体系，奠定了公司持续创新的基础。

2023年10月，陈鲁与哈承姝以55亿元人民币财富共同位列《2023年·胡润百富榜》第1090位。

四、主营业务

公司主营业务高度聚焦于半导体制造的质量控制全流程：

1. 检测业务：包括无图形晶圆缺陷检测（检测空白硅片）和图形晶圆缺陷检测（检测已刻蚀电路后的晶圆），用于发现颗粒、划痕、图案缺陷等。

2. 量测业务：包括三维形貌量测（测量电路关键尺寸、侧壁角、台阶高度等）和薄膜膜厚量测（测量各层薄膜的厚度与均匀性）。

3. 质量控制软件与数据分析服务：为客户提供配套的专业分析软件和智能数据解决方案。

五、核心技术

公司的核心技术体系围绕高灵敏度光学成像、高速信号处理和精密算法：

• 高分辨率光学系统设计技术：设计并集成明场、暗场、激光散射等多种光学模式，以捕获纳米级缺陷信号。

• 高速、高精度图像采集与处理技术：在晶圆高速扫描下，实现海量图像数据的实时采集、传输与预处理。

• 人工智能缺陷识别与分类（ADC）算法：利用深度学习等AI技术，对捕获的海量缺陷图像进行自动识别、分类和根源分析，大幅提升检测效率和准确性。

• 高精度干涉量测与光谱分析技术：用于三维形貌和薄膜厚度的纳米级精度测量。

六、产品与服务

七、市场竞争地位/技术优势

中科飞测是国内半导体检测与量测设备领域产品线最全、技术覆盖面最广的龙头企业之一。在无图形晶圆缺陷检测等细分市场，公司已成为国内主流客户的首选国产设备。在技术壁垒更高的图形检测和量测领域，公司已实现从0到1的突破，产品正逐步进入国内一线晶圆厂验证和量产线，是国内该领域国产替代的核心力量。

八、商业模式

公司采用 “研发驱动、由易到难、解决方案导向” 的市场开拓模式。

• 高强度研发构建平台：持续投入巨资进行底层光学、算法和系统集成研发，构建可扩展的技术平台。

• 市场切入路径清晰：先从技术门槛相对较低、国产需求迫切的无图形检测市场切入并确立优势，再向技术难度呈指数级增长的图形检测和量测市场攻坚。

• 提供整体质量管控方案：不仅销售单台设备，更致力于为客户提供从检测、量测到数据分析的全流程质量控制解决方案，提升客户粘性。

九、公司生态

中科飞测的生态位置处于芯片制造良率控制的核心环节：

• 上游：与高精度光学镜头、激光器、高速相机、传感器等核心部件供应商合作。

• 下游：客户覆盖中芯国际、华虹集团、长江存储、长鑫存储等国内所有主流集成电路制造企业，以及立昂微、沪硅产业等半导体材料企业。

• 产学研合作：与中国科学院等相关研究机构保持技术交流与合作。

• 战略投资：获得国家集成电路产业投资基金（大基金）等战略股东的加持。

十、发展历程

十一、行业发展

发展趋势与前景：

1. 制程进步驱动检测量测需求爆发：芯片进入纳米级，缺陷容忍度极低，工艺步骤大幅增加，使得在线检测与量测的频率和精度要求呈指数级提升，该环节在设备投资中的占比持续提高。

2. 国产化替代进入“深水区”：检测与量测是半导体设备中国产化率最低的领域之一，技术壁垒极高。随着供应链安全需求日益迫切，该环节已成为国产替代最重要、最紧迫的战场之一，市场空间巨大。

3. AI与大数据深度融入：利用人工智能进行缺陷自动分类、根因分析和预测性维护，已成为提升质量控制效率和智能化水平的核心方向。

4. 新兴技术拓宽应用场景：第三代半导体（SiC、GaN）、先进封装（Chiplet）等新领域，对特色化的检测量测方案提出了新需求。

挑战：

1. 与国际巨头的悬殊差距：科磊（KLA）在该领域建立了近乎垄断的技术、专利和市场生态壁垒，国产设备在最高端市场（如7nm以下图形检测）追赶难度极大。

2. 极高的客户认证壁垒：检测量测设备与产线良率直接挂钩，客户导入极其谨慎，验证周期漫长，且替换成本高。

3. 持续高强度的研发投入：为跟随甚至超前于制程发展，需要持续进行巨额研发投入，对公司资金实力和技术判断力是严峻考验。

十二、企业类型归纳

十三、景气度周期分析

中科飞测的景气度与半导体资本开支周期紧密相连，但质量控制设备的强必需品属性和极低的国产化基数，使其具备穿越周期的成长弹性：

• 半导体设备投资周期：随全球及中国晶圆厂建设波动。处于国产产能扩张的景气阶段。

• 检测量测设备占比提升周期：这是一个结构性趋势。随着制程进步，检测与量测的投资占比已从历史上的约11%提升至约13%，且仍在上升，其增速长期高于半导体设备整体增速。

• 国产设备渗透率从“零”起步的爆发周期：在检测量测这一国产化“硬骨头”领域，替代率几乎从零开始，任何微小的份额突破都意味着巨大的业绩弹性，这是一个爆发性强、持续性的成长周期。

• 综合判断：公司同时受益于行业增长、环节价值提升和从零到一的国产替代三重强劲动力。尽管行业总投资存在周期性，但公司在国内市场的稀缺龙头地位和巨大的国产化空间，使其景气度呈现出 “高成长性显著强于周期性” 的特征。当前正处于 “国产替代加速突破的关键拐点期”，成长能见度较高。

一张表看懂上市企业：中科飞测（688361）

知识科普：检测（Inspection）与量测（Metrology）——芯片制造的“火眼金睛”与“纳米标尺”

在芯片工厂中，检测（Inspection） 和 量测（Metrology） 是保障良率的两大核心质量控制手段，功能不同但相辅相成。

1. 检测：寻找“坏人”（缺陷）

• 任务：如同安检扫描，目的是发现晶圆表面的异常，即“缺陷”。包括微小的颗粒污染物、图案畸变（桥接、断线）、划痕等。

• 工作原理：主要利用光学或电子束成像。光学检测速度快，适用于大面积筛查；电子束检测分辨率极高，能看清最细微的缺陷，但速度较慢，常用于对光学发现的疑似缺陷进行复查。

• 关键挑战：在每小时处理上百片晶圆的速度下，从海量图像中快速、准确地识别出纳米级的缺陷，如同“大海捞针”。这高度依赖先进的光学系统和人工智能（AI）识别算法。

2. 量测：核对“尺寸”（参数）

• 任务：如同精密质检，目的是测量特定的物理参数，确保其符合设计规格。包括薄膜厚度、关键尺寸（CD，如线条宽度）、套刻精度（上下层图案对准程度）、三维形貌（如台阶高度、侧壁角）等。

• 工作原理：多采用光谱椭偏（测膜厚）、散射仪或原子力显微镜（AFM）（测三维形貌）等技术。

• 关键挑战：实现纳米级甚至亚纳米级的测量精度和重复性。例如，3nm制程的线宽误差容忍度极小，量测设备的任何微小波动都可能导致误判。

中科飞测等公司攻克的就是如何让这些“眼睛”和“尺子”看得更清、测得更准、速度更快，从而在缺陷导致大批量废片前及时拦截，在参数漂移时迅速纠正，是芯片实现高良率、高性能制造的守护神。

参考资料：

1. 深圳中科飞测科技股份有限公司年度报告（2023年）

2. 中科飞测招股说明书

3. 中科飞测（SKYVERSE）官方网站、产品与技术介绍

4. 东方财富网中科飞测（688361）公司资料、高管介绍页面

5. 上海证券交易所科创板公告及互动易平台信息

6. 行业研究报告：SEMI全球半导体设备市场报告；各券商关于半导体设备及检测量测细分市场的深度研究报告。

7. 关于半导体检测与量测技术原理的公开技术文献与行业资料。

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