广发证券 电子行业半导体制造崛起系列：CD SEM是守护晶圆制造良率的核心量测设备 20260825页

摘要

广发证券电子团队（王亮、耿正）发布半导体制造崛起系列专题，聚焦守护晶圆制造良率的核心量测设备 CD-SEM。 报告指出前道量检测设备分光学与电子束两大技术路线，光学路线速度快、吞吐量高、是当前市场主流（代表厂商中科飞测），电子束路线分辨率达亚纳米级、精度高但速度较慢（代表厂商东方晶源），两者互补共存。 在电子束四类设备中，CD-SEM 是前道制造中用量最大、覆盖面最广的核心品类；随制程向 7nm 及以下演进，传统光学量测在分辨率和局部结构识别上的局限日益凸显，CD-SEM 凭亚纳米级电子束成像成为光刻-刻蚀闭环控制中不可替代的尺寸标尺，并在 EUV 薄胶图形监控及高深宽比结构测量中不可替代。 市场空间上，据 LP Information 数据，2025 年全球 CD-SEM 市场规模约 8.58 亿美元，预计 2032 年增至 14.95 亿美元，CAGR 达 8.5%；当前全球市场仍由日立高新、应用材料等国际巨头主导。 国产化方面，东方晶源已实现 12 英寸 CD-SEM 产线批量验证与导入，其 SEpA-c505 分辨率 1.4nm、产能 60 WPH，指标对标日立高新 CG6300（1.35nm、66 WPH）与应用材料 Verity 6i（1.45nm、63 WPH），国产替代正从“首台验证”迈向“批量导入”。 投资上，报告重点推荐半导体设备领域，建议关注中科飞测、东方晶源及上游零部件公司长光辰芯、埃科光电；风险包括行业周期波动、CD-SEM 新技术产业化不及预期（7nm 及以下在线匹配性验证仍在推进）、行业竞争加剧及上游核心部件供应链安全。

主要观点

• 量检测设备是半导体前道制造中保障良率与工艺稳定的核心环节，贯穿晶圆制造全过程。

• 前道量检测分光学与电子束两大路线、互补共存：光学速度快吞吐量高、是市场主流（代表中科飞测）；电子束分辨率达亚纳米级、精度高但速度较慢（代表东方晶源）。

• 电子束量测设备分 CD-SEM、EBI、DR-SEM、HV-SEM 四类，其中 CD-SEM 是前道制造中用量最大、覆盖面最广的核心品类，按应用分为晶圆、光罩及高压 CD-SEM 三大类。

• 随制程节点向 7nm 及以下演进，传统光学量测在分辨率和局部结构识别上的局限日益凸显，CD-SEM 凭亚纳米级电子束成像成为光刻-刻蚀闭环控制中不可替代的尺寸标尺。

• CD-SEM 竞争焦点从“看得清”转向“量得准、量得快、可闭环”，核心参数涵盖亚纳米级测量精度、低着陆能量（<300eV）、高速自动采样及与 APC 系统联动，应用覆盖逻辑芯片、DRAM、3D NAND 及化合物半导体，在 EUV 薄胶图形监控及高深宽比结构测量中不可替代。

• 据 LP Information 数据，2025 年全球 CD-SEM 市场规模约 8.58 亿美元，预计 2032 年增至 14.95 亿美元，CAGR 达 8.5%；国内市场在自主可控战略、晶圆厂扩产与产线国产化率要求共同催化下持续扩容。

• 全球市场仍由日立高新、应用材料等国际巨头主导，但东方晶源已实现 12 英寸 CD-SEM 产线批量验证与导入，在分辨率、产能及同型机台匹配等指标上对标国际主流，国产替代正从“首台验证”迈向“批量导入”。

• 主流 CD-SEM 制造商技术指标对比：东方晶源 SEpA-c505 分辨率 1.4nm、产能 60 WPH、单点量测时间 1.5s，与日立高新 CG6300（1.35nm、66 WPH、1.6s）及应用材料 Verity 6i（1.45nm、63 WPH、1.5s）处于同一水平。

• 东方晶源量检测产品矩阵：CD-SEM（SEpA®-C 系列）、EBI（SEpA®-i 系列）、DR-SEM（SEpA®-r 系列）均已产业化应用，HV-SEM（SEpA®-h 系列）处于研发及产业化验证阶段。

• 技术路线对比：光学、电子束与 X 光量测技术均应用于 28nm 及以下的全部先进制程；电子束精度更高但速度慢、适用于部分关键区域抽检；CD-SEM 产线价值在于提前校准工艺、规避批量尺寸不良。

• 投资建议：半导体制造崛起下 CD-SEM 战略地位凸显，整机及核心部件突破将带动量检测设备产业链价值重估，重点推荐半导体设备领域，关注（1）半导体设备公司中科飞测、东方晶源等；（2）上游零部件公司长光辰芯、埃科光电等。

• 风险提示：半导体行业与市场周期性波动风险、CD-SEM 新技术与新工艺产业化不及预期风险（国内设备在 7nm 及以下先进节点的在线匹配性验证仍处于推进阶段）、半导体设备行业竞争加剧风险及上游核心部件供应链安全风险。

论述逻辑

• 起点：集成电路制造涉及数百道工序、良率是核心诉求 → 量检测设备贯穿晶圆制造全过程，承担发现问题、量化偏差与维持工艺稳定的职能，光学（中科飞测）与电子束（东方晶源）两条路线互补共存。

• 制程演进驱动设备升级：节点向 7nm 及以下演进 → 传统光学量测在分辨率和局部结构识别上局限凸显 → CD-SEM 凭亚纳米级电子束成像成为光刻-刻蚀闭环控制中不可替代的尺寸标尺，是电子束设备中用量最大、覆盖面最广的品类。

• 市场空间与格局验证赛道价值：2025 年全球 CD-SEM 市场约 8.58 亿美元、2032 年预计 14.95 亿美元（CAGR 8.5%），当前由日立高新、应用材料主导 → 中国自主可控战略下晶圆厂扩产与产线国产化率要求共同催化国内需求。

• 国产能力证据链：东方晶源已实现 12 英寸 CD-SEM 产线批量验证与导入，表 5 显示 SEpA-c505 分辨率 1.4nm、产能 60 WPH 对标日立高新与应用材料同代产品 → 国产替代从“首台验证”迈向“批量导入”。

• 推到投资结论：国产 CD-SEM 批量导入产线将直接拉动上游核心部件国产化配套需求 → CD-SEM 整机及核心部件突破带动量检测产业链价值重估 → 重点推荐半导体设备领域，关注中科飞测、东方晶源及长光辰芯、埃科光电。

关键展望

• 全球 CD-SEM 量测系统市场规模预测：2025 年约 8.58 亿美元，预计 2032 年增至 14.95 亿美元，CAGR 达 8.5%。

• 国产替代阶段判断：正从“首台验证”迈向“批量导入”，未来验证点在于国内晶圆厂持续扩产及存量产线国产化率提升带来的批量导入进度。

• 技术验证窗口：国内设备在先进节点（7nm 及以下）的在线匹配性验证仍处于推进阶段，若不及预期可能使国产化替代进程受阻。

• 报告为行业专题研究，未给出个股评级与目标价，仅作行业层面“重点推荐半导体设备领域”的配置建议；报告亦未给出具体时间窗口的量化预测。

推荐标的

• 中科飞测：光学量检测技术路线代表厂商，报告列为建议关注的半导体设备公司；报告未给出个股评级与目标价。

• 东方晶源：电子束技术路线代表厂商，已实现 12 英寸 CD-SEM 产线批量验证与导入，SEpA-c505 分辨率 1.4nm、产能 60 WPH 对标国际主流；报告列为建议关注的半导体设备公司，未给出个股评级与目标价。

• 长光辰芯：上游零部件公司，受益于 CD-SEM 批量导入拉动上游核心部件国产化配套需求；报告未给出评级与目标价。

• 埃科光电：上游零部件公司，受益于国产替代加速带动的核心部件国产化配套需求；报告未给出评级与目标价。