晶圓制造核心材料

掩膜版，亦稱光罩，是微電子制造領(lǐng)域內(nèi)光刻工藝不可或缺的核心組件，其角色相當(dāng)于傳統(tǒng)攝影中的“底片”，扮演著承載精密圖形設(shè)計和技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)信息的媒介角色。這一技術(shù)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)、平板顯示制造、電路板生產(chǎn)及觸控屏產(chǎn)業(yè)等多個高科技領(lǐng)域。依據(jù)最終應(yīng)用領(lǐng)域的差異，掩膜版被細(xì)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等多個類別。其中，半導(dǎo)體掩膜版以其極高的工藝復(fù)雜度及占據(jù)約60%市場份額的龐大體量，成為了行業(yè)的焦點(diǎn)。

作為光刻過程中圖形復(fù)制的基準(zhǔn)模板，半導(dǎo)體掩膜版在芯片設(shè)計到制造的橋梁作用無可替代，其制作的精度與品質(zhì)直接關(guān)聯(lián)著下游產(chǎn)品的成品率。具體到晶圓制造流程，整個生產(chǎn)過程需歷經(jīng)多次精密的曝光步驟，正是通過掩膜版的精確掩蔽作用，得以在晶圓表面精準(zhǔn)構(gòu)建出諸如柵極、源漏極、摻雜區(qū)域、電極接觸孔等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。因此，掩膜版不僅是技術(shù)進(jìn)步的象征，更是確保芯片性能與良率的關(guān)鍵要素。

行業(yè)規(guī)模

根據(jù)SEMI發(fā)布的《全球晶圓廠展望報告》，半導(dǎo)體行業(yè)在2024年的增長預(yù)期將受到前沿邏輯芯片與代工產(chǎn)能的擴(kuò)張以及芯片終端市場需求回暖的雙重驅(qū)動，特別是受到生成式人工智能和高性能計算（HPC）等新興應(yīng)用的推動。

全球半導(dǎo)體晶圓月度產(chǎn)能在2023年實現(xiàn)了5.5%的增長，達(dá)到2960萬片，并預(yù)計將在2024年繼續(xù)以6.4%的增速擴(kuò)大。從2022年至2024年間，全球半導(dǎo)體行業(yè)計劃啟動運(yùn)營的新晶圓廠數(shù)量達(dá)到82家。在中國，得益于政府的資金支持及一系列激勵措施，預(yù)計2024年將有18個芯片制造項目投入運(yùn)營。中國2023年的晶圓產(chǎn)能同比增長了12%，達(dá)到每月760萬片，而2024年則有望進(jìn)一步增長13%，達(dá)到每月860萬片。

SEMI的數(shù)據(jù)還揭示，在半導(dǎo)體晶圓制造的材料成本構(gòu)成中，掩膜版占據(jù)了12%的比例，緊隨硅片（占比35%）和電子氣體（占比13%）之后，成為關(guān)鍵的材料成本組成部分。

根據(jù)SEMI數(shù)據(jù)，2022年全球半導(dǎo)體掩膜版市場規(guī)模達(dá)到49億美元，預(yù)估2023年半導(dǎo)體掩膜版市場規(guī)模將繼續(xù)增長至50.98億美元。

競爭格局

半導(dǎo)體掩膜版的生產(chǎn)供應(yīng)主要分為兩大類：一類是晶圓制造廠自建的配套工廠，另一類是獨(dú)立的第三方掩膜版制造商。

在28納米及以下的高端晶圓制造領(lǐng)域，由于工藝極為復(fù)雜，掩膜版作為芯片制造的關(guān)鍵要素，包含了晶圓制造廠的核心技術(shù)秘密。因此，像英特爾、三星、臺積電和中芯國際等先進(jìn)制程晶圓制造商，大多選擇在自己的專業(yè)工廠內(nèi)部生產(chǎn)掩膜版，以確保技術(shù)的保密性和生產(chǎn)效率。

而對于28納米以上較為成熟的制程，為了在保證技術(shù)滿足需求的同時降低成本，芯片制造商更傾向于向獨(dú)立的第三方掩膜版制造商采購掩膜版。根據(jù)SEMI的數(shù)據(jù)，在全球半導(dǎo)體掩膜版市場中，晶圓廠自建的掩膜版工廠占據(jù)了65%的市場份額，而獨(dú)立的第三方掩膜版制造商則占據(jù)了35%的市場份額。其中，美國的Photronics、日本的Toppan和DNP三家公司占據(jù)了獨(dú)立第三方掩膜版市場八成以上的份額，顯示出該市場的高度集中性。

由于半導(dǎo)體掩模版具有較高的進(jìn)入門檻，國內(nèi)半導(dǎo)體掩模版主要生產(chǎn)商主要包括濟(jì)南泉意、中芯國際光罩廠、迪思微、中微掩模、龍圖光罩、清溢光電、路維光電、中國臺灣光罩等。

當(dāng)前，高端半導(dǎo)體掩膜版國產(chǎn)化率僅3%，國內(nèi)掩膜版生產(chǎn)廠商主要集中于180nm制程節(jié)點(diǎn)以上的生產(chǎn)，少數(shù)廠商已掌握130nm制程節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)技術(shù)，90nm及以下掩膜版高度依賴進(jìn)口，國產(chǎn)替代空間廣闊。

總結(jié)

近年來，全球及國內(nèi)晶圓生產(chǎn)線的不斷擴(kuò)展為半導(dǎo)體掩膜版行業(yè)注入了新的市場增長動力。與此同時，下游應(yīng)用領(lǐng)域如新能源汽車和消費(fèi)電子等領(lǐng)域的快速技術(shù)革新，也推動了對應(yīng)半導(dǎo)體掩膜版的更新?lián)Q代需求。在國際貿(mào)易緊張局勢加劇和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逆全球化趨勢的背景下，加快國產(chǎn)替代已成為國家層面的戰(zhàn)略重點(diǎn)。對于目前國產(chǎn)化率仍相對較低的晶圓制造關(guān)鍵材料——半導(dǎo)體掩膜版而言，這一趨勢為其帶來了良好的發(fā)展機(jī)遇。

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