掩膜版行業(yè)基本概述

前言

2022年10月7日，美國公布修訂后的《出口管理?xiàng)l例》，加大對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備及零部件的出口供貨限制，將250nm及以下制程的掩膜版納入了限制清單；

11月9日據(jù)韓媒報(bào)道，近年掩膜版供給告急，2023年行業(yè)或?qū)⒃贊q價(jià)最多25%；

報(bào)道稱，目前掩膜版供給緊張、價(jià)格攀升，如美商Photronics、日本DNP和Toppan、韓國FST以及中國臺(tái)灣光罩等廠家訂單積壓不少。

當(dāng)前，半導(dǎo)體原材料市場(chǎng)仍是我國的弱項(xiàng)，未來，核心材料國產(chǎn)化替代潛力巨大。

在本文中，我們主要從半導(dǎo)體核心材料—掩膜版的概況、市場(chǎng)分布與競(jìng)爭(zhēng)格局、國內(nèi)外發(fā)展差距以及國產(chǎn)化替代的現(xiàn)狀等幾個(gè)方面，簡(jiǎn)要解析掩膜版行業(yè)的現(xiàn)狀與趨勢(shì)。

01

掩膜版行業(yè)基本概述

掩膜版（Photomask）又稱光罩、光掩膜、光刻掩膜版、掩模版等，是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移工具或母版，是承載圖形設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)信息的載體。用于下游電子元器件制造業(yè)批量生產(chǎn)，是下游行業(yè)生產(chǎn)流程銜接的關(guān)鍵部分，是下游產(chǎn)品精度和質(zhì)量的決定因素之一。

根據(jù)下游應(yīng)用行業(yè)的不同，主要分為平板顯示掩膜版、半導(dǎo)體掩膜版、觸控掩膜版和電路板掩膜版。具體情況如下：

目前，掩膜版行業(yè)具有部分逆產(chǎn)業(yè)周期的特性，隨著我國半導(dǎo)體芯片行業(yè)的國產(chǎn)化推進(jìn)，芯片公司將會(huì)不斷推出新的產(chǎn)品料號(hào)，對(duì)于掩膜版的產(chǎn)品需求也會(huì)不斷增加，為其技術(shù)迭代創(chuàng)造條件，逐漸演變成為全球半導(dǎo)體材料行業(yè)的研究焦點(diǎn)。

02

全球掩模版市場(chǎng)規(guī)模及競(jìng)爭(zhēng)格局預(yù)測(cè)分析

根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)顯示，全球掩膜版市場(chǎng)規(guī)模由2019年的41億美元增長至2022年49億美元，2019-2022年復(fù)合增速6%左右。未來全球半導(dǎo)體掩膜版市場(chǎng)將保持穩(wěn)健增長的態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)2023年將達(dá)51億美元。

目前，由于掩膜版行業(yè)門檻較高，國內(nèi)掩膜版行業(yè)主要由國外掩膜版廠商占據(jù)，美國Photronics、日本DNP以及日本Toppan三家公司占比分別為32%、27%和23%，市場(chǎng)份額超過80%。

目前，中國對(duì)掩膜版市場(chǎng)需求可觀。根據(jù)中國掩膜版行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略分析報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2020年中國半導(dǎo)體掩膜版市場(chǎng)規(guī)模約為53億元，預(yù)計(jì)2025年國內(nèi)半導(dǎo)體掩膜版市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到94億元。

03

供不應(yīng)求，眾多廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn)

今年以來，半導(dǎo)體行業(yè)仍處于下行周期，半導(dǎo)體掩膜版供應(yīng)緊缺，價(jià)格逆勢(shì)走高。高規(guī)格掩膜版產(chǎn)品出貨時(shí)間拉長至30-50天，是原有時(shí)長的4-7倍，低規(guī)格產(chǎn)品交付產(chǎn)品也增長了1倍左右，約為14-20天。據(jù)業(yè)界廠商預(yù)測(cè)，與2022年高點(diǎn)相比，2023年掩模版價(jià)格也將再漲10%~25%。

雖然在價(jià)格方面出現(xiàn)了周期性波動(dòng)，但掩模版市場(chǎng)景氣度卻居高不下。各大廠家如日本DNP、凸版印刷、臺(tái)灣光罩，以及國內(nèi)清溢光電、路維光電等紛紛開始擴(kuò)產(chǎn)，增加其市場(chǎng)份額。

日本半導(dǎo)體材料大廠凸版印刷將通過子公司擴(kuò)大在日本及中國臺(tái)灣工廠的掩模版產(chǎn)能，將增設(shè)使用于5-10nm邏輯芯片、DRAM等先進(jìn)產(chǎn)品的掩模版產(chǎn)線，先進(jìn)制程產(chǎn)品的掩模版產(chǎn)能較2020年度相比提高約2成；

今年2月，中國臺(tái)灣光罩計(jì)劃斥資60億元新臺(tái)幣（約人民幣13.4億元），期望擴(kuò)產(chǎn)20%，滿足客戶訂單需求；

DNP也于今年11月計(jì)劃投資200億日元在日本福岡縣北九州市的黑崎工廠新設(shè)產(chǎn)線，用于生產(chǎn)OLED顯示屏方向的大型金屬掩膜版（FMM）；

清溢光電深圳工廠今年引進(jìn)半導(dǎo)體芯片用掩膜版***及配套設(shè)備，進(jìn)一步提升第三代半導(dǎo)體用掩膜版的產(chǎn)能需求；

04

國產(chǎn)掩膜版存在較大缺口，國產(chǎn)替代有望加速

由于掩膜版行業(yè)技術(shù)門檻較高，全球和中國市場(chǎng)均形成了美日韓企業(yè)壟斷的市場(chǎng)格局，中國大陸長期直面國外掩膜版廠商的激烈競(jìng)爭(zhēng)。

（1）掩膜版核心生產(chǎn)設(shè)備和關(guān)鍵原材料主要依賴進(jìn)口。

光刻是掩膜版生產(chǎn)過程中的重要步驟，其所需要的主要生產(chǎn)設(shè)備***需要向境外供應(yīng)商采購，且供應(yīng)商集中度較高，主要為瑞典的 Mycronic、 德國的海德堡儀器兩家公司。

基板是掩膜版所使用的主要原材料，目前國內(nèi)清溢光電、路維光電所使用的石英基板及高端的蘇打基板仍依賴于進(jìn)口，主要進(jìn)口地為日本、韓國等。

（2）行業(yè)技術(shù)壁壘高，國內(nèi)掩膜版配套企業(yè)少。在掩膜版設(shè)備、材料、制造等方面，我國仍處于產(chǎn)業(yè)鏈低端位置，與國外技術(shù)差距較大。

目前，在高端掩膜版產(chǎn)品的技術(shù)水平和綜合產(chǎn)能上與國際廠商仍存在一定差距。如CD精度和TP精度分別為50nm和200nm，尚未達(dá)到國際主流水平，國產(chǎn)半導(dǎo)體掩膜版仍有較大的改進(jìn)空間。

（3）但相比于專利來看，2021年中國掩膜版技術(shù)專利申請(qǐng)數(shù)量為690項(xiàng)。國產(chǎn)掩膜版目前已突破多項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，打破了國外廠商在上述產(chǎn)品和技術(shù)領(lǐng)域的長期壟斷，掩模版國產(chǎn)化進(jìn)程指日可待。

05

產(chǎn)能需求擴(kuò)張，當(dāng)前國產(chǎn)化率仍有較大空間

目前，隨著半導(dǎo)體制程節(jié)點(diǎn)的升級(jí)，掩膜版在圖形尺寸、精度和工藝要求等方面的要求也不斷提升。

1）圖形尺寸：以掩膜版最小圖形尺寸為例，180nm 制程節(jié)點(diǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的掩膜版最小圖形尺寸約為 750nm，28nm 制程節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品對(duì)應(yīng)約 120nm。目前境內(nèi)芯片主流先進(jìn)制造工藝為28nm，境外主流為7至14nm，對(duì)應(yīng)掩膜版圖形尺寸為 60~120nm 的工藝區(qū)間。

2）精度水平：半導(dǎo)體掩膜版 IC 封裝和 IC 器件上，國際最高水平均達(dá)到 CD 精度 10nm，TP 精度 20nm，國內(nèi)最高水平CD 精度為 20nm，TP精度在 IC 封裝和 IC 器件上分別為 30/50nm。

3）全球晶圓廠大幅擴(kuò)產(chǎn)，將推動(dòng)半導(dǎo)體掩膜版需求的進(jìn)一步提高。據(jù)SEMI 預(yù)計(jì) 2021 年到 2024 年將有 25 家新建的 8 英寸晶圓廠投入運(yùn)營，其中中國大陸14 家。目前130nm 以上制程占比 54%，是目前主流制程；28-90nm 制程占比 33%，22nm 以下制程占比 13%，未來先進(jìn)制程掩膜版占比有望持續(xù)提升，刺激對(duì)先進(jìn)制程半導(dǎo)體掩膜版的需求。

未來可預(yù)見的期間內(nèi)，半導(dǎo)體掩膜版市場(chǎng)空間將不斷擴(kuò)大。同時(shí)越來越多國產(chǎn)廠商在技術(shù)上取得突破，國內(nèi)供應(yīng)商有了更充足的時(shí)間追趕國際頭部公司，國產(chǎn)替代空間巨大。

如路維光電:公司已實(shí)現(xiàn)250nm IC掩膜版量產(chǎn)，滿足先進(jìn)IC封裝、IC器件、先進(jìn)指紋模組封裝、高精度藍(lán)寶石襯底（PSS）等產(chǎn)品應(yīng)用。公司已掌握180nm/150nm IC掩膜版制造核心技術(shù)，現(xiàn)有的IC掩膜版制造技術(shù)覆蓋第三代半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)品；

清溢光電：公司積極推進(jìn) 180nm 半導(dǎo)體芯片用掩膜版的客戶測(cè)試認(rèn)證，同步開展 130nm-65nm 半導(dǎo)體芯片用掩膜版的工藝研發(fā)和 28nm 半導(dǎo)體芯片所需的掩膜版工藝開發(fā)規(guī)劃。

06

國產(chǎn)廠家匯總

掩膜版行業(yè)內(nèi)突出廠家主要有：美國的福尼克斯及其韓國子公司PKL，韓國的LG-IT，日本的SKE、HOYA、Toppan、DNP等，但隨著國產(chǎn)化的進(jìn)程加速當(dāng)前我國掩膜版領(lǐng)域也已經(jīng)涌現(xiàn)出了華潤微、菲利華、中芯國際等眾多優(yōu)秀廠家。

附國產(chǎn)廠家名錄（排名不分前后）：

審核編輯 ：李倩