中國憑一己之力拉動光掩模需求，但國產(chǎn)替代仍存在短板

根據(jù)韓媒 The Elec 報道，由于中國芯片制造公司和晶圓代工廠對光掩膜的強勁需求，光掩膜市場的緊缺情況并未緩解，預估 2024 年會出現(xiàn)價格上漲的情況。

報道指出包括日本的凸版印刷（Toppan）、美國的福尼克斯（Photronics）和大日本印刷（DaiNippon Printing）在內(nèi)，目前大部分光掩膜制造商產(chǎn)能利用率均在 100% 滿負荷生產(chǎn)。甚至部分中國芯片公司愿意額外支付費用，以縮短交貨周期。

光掩膜在半導體芯片制造過程中扮演著不可或缺的角色，尤其是在先進制程中，更為精密的電路圖案需要更多層的光掩膜來協(xié)助生產(chǎn)。比如，成熟的工藝可能需要 30 個光掩膜，而最新的先進制程可能需要多達 70 到 80 個光掩膜來處理。


掩膜版的成本和市場格局

掩膜版是光刻過程中設計圖形的載體，通過光刻，可以將掩膜版上的圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上，再經(jīng)過溶解、刻蝕，將圖形刻到晶圓襯底上，功能類似于相機的“底片”。從應用領域上看，包括半導體掩膜版、平板顯示掩膜版、PCB掩膜版，半導體掩膜版在最小線寬、CD精度、位置精度等重要參數(shù)方面都高于后兩者。從基板材料上看，包括石英掩膜版、蘇打掩膜版和其他材料。

全球半導體掩膜版市場規(guī)模在50億美元左右，以在28nm以上的成熟制程為主。


（一）掩膜版成本構(gòu)成

掩膜版由基板和遮光膜組成，其中最重要的原材料是掩膜基板。掩膜版成本構(gòu)成中，直接材料和制造費用分別占67%和29%，直接材料中基板材料占90%。

掩膜版在半導體材料成本中占比12%，僅次于硅片。從下游來看，六成的掩膜版用于半導體制造。


（二）半導體掩膜版的市場格局

當前半導體掩膜版生產(chǎn)商主要分位晶圓廠/IDM自建和獨立第三方兩類。28nm及以下的先進制程由于制造工藝復雜、工藝機密等問題，掩膜版往往采取內(nèi)部生產(chǎn)；對于成熟制程，出于降本考慮，會傾向于獨立第三方采購。65%的半導體掩膜版屬于晶圓廠自建，獨立第三方中，Toppan（日本）、Photronics（美國）、DNP（日本）市占率靠前。

頭部的第三方掩膜版廠具備精密制程的量產(chǎn)能力，如Photronics、DNP的技術(shù)節(jié)點已達5nm，Toppan的技術(shù)節(jié)點達14nm；而包括臺灣在內(nèi)的國內(nèi)廠商主要產(chǎn)能還在65nm以上。


國產(chǎn)企業(yè)加速追趕

國內(nèi)第三方半導體掩膜版市場規(guī)模約為43.6億元，但目前國產(chǎn)化率較低。根據(jù)龍圖光罩的招股書，2023年全球半導體掩模版市場規(guī)模為95.28億美元，而中國半導體掩模版的市場規(guī)模約為17.78億美元。在如此巨大的市場中，美國Photronics、日本Toppan和日本DNP三家海外公司共占據(jù)了約83%的市場規(guī)模，顯示出較高的市場集中度。

隨著芯片/面板新料號產(chǎn)品的不斷開發(fā)，掩膜版行業(yè)的景氣度也持續(xù)上升。在這個過程中，國產(chǎn)替代成為了當前行業(yè)的重要趨勢。由于掩膜版行業(yè)掌握了芯片公司的設計信息，因此國產(chǎn)替代的需求變得尤為迫切。隨著國產(chǎn)化滲透率的提升，國內(nèi)芯片料號的增加以及掩模版需求的提升，行業(yè)正逐漸進入利潤周期。

目前國內(nèi)第三方掩膜版廠商的競爭格局相對良好，雖然國產(chǎn)化滲透率較低，但國內(nèi)廠商具有超車優(yōu)勢。例如，龍頭公司正在加大新設備采購和產(chǎn)品研發(fā)的儲備力度，加速產(chǎn)品制程的升級，并加快新產(chǎn)品的迭代速度，這些都將為公司進入藍海市場提供有力支持。


關(guān)鍵原材料和設備仍存短板

業(yè)內(nèi)人士強調(diào)，盡管我國平板顯示掩模版行業(yè)發(fā)展速度很快，但還是存在產(chǎn)業(yè)鏈斷層的情況。例如，關(guān)鍵主要原材料：石英基板材料（尤其是中大型尺寸石英基板）、遮光膜等仍然依賴進口，這就意味著，即使我國掩模版企業(yè)從海外巨頭手中搶得訂單，卻仍然受國外材料廠商的掣肘。

掩模版的上游材料是經(jīng)過加工后的合成石英板，實際上我國并不缺少合成石英產(chǎn)能，但在掩膜基材出廠后，還需要經(jīng)過研磨、拋光、鍍鉻、光阻涂布等幾個精加工環(huán)節(jié)，只有經(jīng)過加工后的精掩膜基板才可以交付給掩模版生產(chǎn)廠商。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，此前，全球具備掩膜基板精加工的企業(yè)有日本HOYA和韓國LG-IT兩家公司，其他公司是不具備掩膜和鍍鉻等加工能力的，這迫使掩模版生產(chǎn)廠商只能進口精加工后的基板。

魯瑾指出，為降低原材料采購成本，保障終端產(chǎn)品質(zhì)量，國內(nèi)掩膜版行業(yè)企業(yè)開始向上游延伸。目前，國內(nèi)掩膜版企業(yè)已具備一定從研磨、拋光、鍍鉻、涂膠等的生產(chǎn)能力，這不僅可以有效降低原材料的采購成本，而且能夠有效提升掩膜版產(chǎn)品質(zhì)量。

杜武兵指出，路維光電正積極探索掩膜版上游材料領域，目前已實現(xiàn)了國內(nèi)掩膜版行業(yè)在高精度、大尺寸光阻涂布技術(shù)上零的突破。

此外，關(guān)于生產(chǎn)平板顯示掩膜版的核心設備——光刻機的供應情況，據(jù)吳克強介紹，目前，光刻機供應商集中度較高，基本被瑞典Mycronic和德國海德堡儀器兩家公司所壟斷，國內(nèi)外掩膜版企業(yè)對兩家生產(chǎn)的設備依賴程度較高。