根據(jù)韓媒 The Elec 報(bào)道，由于中國(guó)芯片制造公司和晶圓代工廠對(duì)光掩膜的強(qiáng)勁需求，光掩膜市場(chǎng)的緊缺情況并未緩解，預(yù)估 2024 年會(huì)出現(xiàn)價(jià)格上漲的情況。

報(bào)道指出包括日本的凸版印刷（Toppan）、美國(guó)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(fù)荷生產(chǎn)。甚至部分中國(guó)芯片公司愿意額外支付費(fèi)用，以縮短交貨周期。

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


掩膜版的成本和市場(chǎng)格局

掩膜版是光刻過(guò)程中設(shè)計(jì)圖形的載體，通過(guò)光刻，可以將掩膜版上的圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠上，再經(jīng)過(guò)溶解、刻蝕，將圖形刻到晶圓襯底上，功能類似于相機(jī)的“底片”。從應(yīng)用領(lǐng)域上看，包括半導(dǎo)體掩膜版、平板顯示掩膜版、PCB掩膜版，半導(dǎo)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(dǎo)體掩膜版市場(chǎng)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(fèi)用分別占67%和29%，直接材料中基板材料占90%。

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


（二）半導(dǎo)體掩膜版的市場(chǎng)格局

當(dāng)前半導(dǎo)體掩膜版生產(chǎn)商主要分位晶圓廠/IDM自建和獨(dú)立第三方兩類。28nm及以下的先進(jìn)制程由于制造工藝復(fù)雜、工藝機(jī)密等問(wèn)題，掩膜版往往采取內(nèi)部生產(chǎn)；對(duì)于成熟制程，出于降本考慮，會(huì)傾向于獨(dú)立第三方采購(gòu)。65%的半導(dǎo)體掩膜版屬于晶圓廠自建，獨(dú)立第三方中，Toppan（日本）、Photronics（美國(guó)）、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(diǎn)已達(dá)5nm，Toppan的技術(shù)節(jié)點(diǎn)達(dá)14nm；而包括臺(tái)灣在內(nèi)的國(guó)內(nèi)廠商主要產(chǎn)能還在65nm以上。


國(guó)產(chǎn)企業(yè)加速追趕

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

隨著芯片/面板新料號(hào)產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)，掩膜版行業(yè)的景氣度也持續(xù)上升。在這個(gè)過(guò)程中，國(guó)產(chǎn)替代成為了當(dāng)前行業(yè)的重要趨勢(shì)。由于掩膜版行業(yè)掌握了芯片公司的設(shè)計(jì)信息，因此國(guó)產(chǎn)替代的需求變得尤為迫切。隨著國(guó)產(chǎn)化滲透率的提升，國(guó)內(nèi)芯片料號(hào)的增加以及掩模版需求的提升，行業(yè)正逐漸進(jìn)入利潤(rùn)周期。

目前國(guó)內(nèi)第三方掩膜版廠商的競(jìng)爭(zhēng)格局相對(duì)良好，雖然國(guó)產(chǎn)化滲透率較低，但國(guó)內(nèi)廠商具有超車優(yōu)勢(shì)。例如，龍頭公司正在加大新設(shè)備采購(gòu)和產(chǎn)品研發(fā)的儲(chǔ)備力度，加速產(chǎn)品制程的升級(jí)，并加快新產(chǎn)品的迭代速度，這些都將為公司進(jìn)入藍(lán)海市場(chǎng)提供有力支持。


關(guān)鍵原材料和設(shè)備仍存短板

業(yè)內(nèi)人士強(qiáng)調(diào)，盡管我國(guó)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(jìn)口，這就意味著，即使我國(guó)掩模版企業(yè)從海外巨頭手中搶得訂單，卻仍然受國(guó)外材料廠商的掣肘。

掩模版的上游材料是經(jīng)過(guò)加工后的合成石英板，實(shí)際上我國(guó)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(guò)研磨、拋光、鍍鉻、光阻涂布等幾個(gè)精加工環(huán)節(jié)，只有經(jīng)過(guò)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(guó)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(jìn)口精加工后的基板。

魯瑾指出，為降低原材料采購(gòu)成本，保障終端產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)內(nèi)掩膜版行業(yè)企業(yè)開(kāi)始向上游延伸。目前，國(guó)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(gòu)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(lǐng)域，目前已實(shí)現(xiàn)了國(guó)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(shè)備——光刻機(jī)的供應(yīng)情況，據(jù)吳克強(qiáng)介紹，目前，光刻機(jī)供應(yīng)商集中度較高，基本被瑞典Mycronic和德國(guó)海德堡儀器兩家公司所壟斷，國(guó)內(nèi)外掩膜版企業(yè)對(duì)兩家生產(chǎn)的設(shè)備依賴程度較高。