目前国产化的推进，半导体公司对于掩膜版的需求也不断增加；同时半导体材料处于整个产业链的上游环节，这也将对半导体产业发展起着重要的作用....

如今，光刻技术是制造芯片所必需的一项关键技术，而光刻技术中的光掩膜版则是非常重要的一环。

掩膜版需求快速增长，国产水平差距仍在

伴随着半导体产业整体需求持续扩张，全球光掩膜版规模表现也开始逐渐增长：

根据SEMI对全球掩膜版相关行业的市场预测，在2023年至2028年期间，全球掩膜版行业市场规模将以年均复合增速约16%的速度增长；预计到2028年，全球掩膜版行业的市场规模将达到约623亿元。

对此，在半导体领域，光掩膜生产应商可以分为：晶圆厂/IDM厂自行配套的工厂和独立第三方光掩膜厂商两大类，包括英特尔、三星、台积电、中芯国际等均有自制掩膜版业务。

其中，各厂商市场规模占比中，晶圆厂/IDM厂占比稳步提升，2008年占比仅为 39%，2018 年已达到64%，2019年达到 65%，独立第三方掩膜厂商占比35%。

全球来看，掩膜版厂商主要集中在日本和美国，包括日本Toppan（凸版印刷）、日本DNP（大日本印刷）、美国Photronics（福尼克斯）、日本HOYA（豪雅）、韩国 LG-IT（LGInnotek，LG集团子公司）等厂商。

视线回到国内，目前中国掩膜版或因以下问题与国外掩膜版大厂仍有较大差距：

1、技术瓶颈：相较于国际领先水平，中国光掩膜版的制造技术还存在较大差距，无法满足高精度、高可靠性的应用需求。

2、设备更新：相较于国际领先水平相比，中国光掩膜版生产设备的更新换代速度较慢，也制约了其技术水平的提高。

3、知识产权：中国光掩膜版在知识产权保护方面存在问题，一些技术和产品被盗用或侵权，会直接影响企业的利益和创新积极性。

某种意义上来说，我国半导体产业的不断发展和政府加大对产业支持力度，中国光掩膜版产业也在逐步提高技术水平和市场竞争力。

半导体掩膜版：光刻工艺中不可或缺的图形转移工具

掩模版作为图形转移的重要工具，将承载的电路图形通过曝光的方式转移到硅晶圆等基体材料上，广泛应用于半导体、平板显示、电路板、触控屏等领域。以TFT-LCD制造为例，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，将设计好的TFT阵列和彩色滤光片图形按照薄膜晶体管的膜层结构顺序，依次曝光转移至玻璃基板，最终形成多个膜层所叠加的显示器件；以晶圆制造为例，其制造过程需要经过多次曝光工艺，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，在半导体晶圆表面形成栅极、源漏极、掺杂窗口、电极接触孔等。相比较而言，半导体掩模版在最小线宽、CD 精度、位置精度等重要参数方面，均显著高于平板显示、PCB 等领域掩模版产品。

上游基材：掩膜基板+遮光层+保护膜

掩膜版通常由基板、遮光层及保护膜三部分组成，其中基材主要采用玻璃基材（石英或苏打），由于石英具有高通过率、高平坦度、低膨胀系数等优点，通常使用高纯石英玻璃为基材，石英基板的制造方式需要通过石英锭冷加工后合成石英基板，市场主要供应商为日本信越化学；遮光层分为硬质遮光层和乳胶遮光层，其中乳胶主要用于PCB、触控等场景，硬质遮光层中由于铬版机械强度高、耐用性强同时又可以形成细微图形，因此目前主流掩膜版通常会在基板上镀铬来形成遮光层；保护膜通常为铝合金框架上的一层透明薄膜，起到对掩膜的保护作用，价值量不高但技术难度较大。

中段制造：光刻、检测等均为核心环节

掩模板的生产环节中掩膜版加工工艺分为CAD图形设计、镀铬、涂胶、光刻、显影、蚀刻、脱模、清洗、贴光学膜、关键参数测量、检测、修补等核心关键步骤。

1）涂胶、光刻为制造中的核心工艺，需要先对掩膜基板涂胶（通常是正性光刻胶），后通过光刻机对表面进行曝光，通常以130nm为分界，130nm以上的光刻设备采用激光直写设备，但随着掩膜版的线宽线距越来越小，曝光过程中就会出现严重的衍射现象，导致曝光图形边缘分辨率较低，图形失真，因此130nm及以下通常需采用电子束光刻完成；

2）关键参数量测及检测环节对掩膜版的质量及良率至关重要，其中需对掩膜版关键尺寸（CD，Critical Dimension）、套刻精度（Overlay）等关键参数进行测量，同时需使用自动光学检测设备（AOI，Automatic Optical Inspection）检测掩膜版制造过程产生的缺陷以及通过激光等对掩膜版生产过程中的缺陷及微粒进行修复；

下游分类：130nm以上出货量较大，55/65~28nm单价较高

掩膜版一般按照制程进行分类，制程越高端单价越贵。根据Semi统计，2019年全球光掩膜版出货量达55.9万张，其中22nm以下掩膜版出货量达8.8万张，占全球16%，28-90nm掩膜版出货量达17.5万张，占31%，130nm及以上掩膜版出货量达29.6万张，占53%，未来随着28nm及以下制程的扩产，该占比有望大幅提升；同时从单价来看，不同制程价格差异较大，其中55/65~28nm掩膜版单价在数万元，而130nm及以上单价则仅数千元。

掩膜版进口受限，国产替代需求紧迫

美国将 250nm 制程节点以下的掩膜版纳入限制清单。2022 年 10 月 7 日 美国商务部公布了修订后的《出口管理条例》，加大对于半导体设备及 零部件的出口供货限制，升级对于中国半导体产业的制裁。本次制裁包 含了对于掩膜版的供应限制，意味着我国进口国外先进制程掩膜版将受 阻，国内被迫压缩的对于进口掩膜版的需求将由国产掩膜版填补，掩膜 版行业的国产替代进程有望加速。

国内晶圆厂已跨过 250nm 制程，国产替代确定性强。国内晶圆厂均已实 现了 250nm 制程节点的突破，2021 年国内晶圆厂 CR3 的销售额中 130nm 及以下制程占比达 64%，在进口受限的情况下国内晶圆厂商将积极寻求 国产替代，需求确定性强。

目前多数头部国产晶圆厂商均需外采掩膜版，美国限制掩膜版出口后亟 需国产掩膜版替代。现阶段国内晶圆代工厂 CR3 中芯国际、华虹集团和 晶合集成中只有中芯国际配套了掩膜版制造设施，其他晶圆代工厂均需 向第三方厂商采购掩膜版。在美国限制 250nm 及以下制程掩膜版出口、 而国内掩膜版厂商制程节点已经越过 250nm 节点，亟需采购国产掩膜版 以填补进口掩膜版缺口。

半导体掩膜版全球市场规模约54亿美元，国产化率有望快速提升。根据Semi统计，2021掩膜版占晶圆制造材料比例为12%，为仅此于硅片的第二大耗材，推算2022年全球半导体掩膜版市场规模约54亿美元，中国大陆掩膜版市场规模约90亿元，目前中国大陆厂商主要集中于350~180nm制程节点的掩膜版生产，部分厂商已掌握130nm制程节点的生产技术，对于90nm及以下掩膜版国产化率几乎为零，因此随着中国大陆晶圆厂加速扩建以及供应链安全的考量，未来中高端掩膜版国产化率有望快速提升。

受益于平板显示产能向中国大陆转移，面板掩膜版同样有望加速国产替代。根据CINNO Research统计，2022年中国大陆LCD/OLED制造产能分别占全球72%/40%，全球平板显示制造产能加速向中国大陆转移。2022年全球平板显示掩膜版市场规模约50亿元，中国大陆市场约30亿元，根据我们测算2022年国内面板掩膜版供应商市场份额合计仅20%，我们认为随着面板产业链向中国大陆转移，以及OLED渗透率的提升，面板掩膜版国产化率同样有望加速提升。

文章来源： 中金研究，奇普乐芯片技术，未来智库，金融界