我國半導(dǎo)體掩膜版行業(yè)：高端產(chǎn)品供給不足 國產(chǎn)替代空間廣闊

一、行業(yè)相關(guān)定義

根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國?半導(dǎo)體掩膜版行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景研究報告（2024-2031年）》顯示，掩膜版是微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移母版，是平板顯示、半導(dǎo)體、觸控、電路板等行業(yè)生產(chǎn)制造過程中重要的關(guān)鍵材料。其作用是將設(shè)計的電路圖形通過曝光的方式轉(zhuǎn)移到下游行業(yè)的基板或晶圓上，從而實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。作為光刻復(fù)制圖形的基準(zhǔn)和藍(lán)本，掩膜版是連接工業(yè)設(shè)計和工藝制造的關(guān)鍵，掩膜版的精度和質(zhì)量水平會直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)基板材料的不同，掩膜版可以分為石英掩膜版、蘇打掩膜版和其他掩膜版(干版、凸版和菲林等)。

半導(dǎo)體掩膜版，又稱光罩、光掩膜、光刻掩膜版等，是微電子制造過程中用于圖形轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵部件。它是一種高精度的工具，用于在光刻工藝中將設(shè)計好的電路圖形轉(zhuǎn)移到基板或晶圓上，從而實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

半導(dǎo)體掩膜版的工藝流程主要包括CAM圖檔處理、光阻涂布、激光光刻、顯影、蝕刻、脫膜、清洗、宏觀檢查、自動光學(xué)檢查、精度測量、缺陷處理、貼光學(xué)膜等環(huán)節(jié)。

資料來源：公開資料整理

掩膜版的功能類似于傳統(tǒng)相機(jī)的“底片”,在光刻機(jī)、光刻膠的配合下，將光掩膜上已設(shè)計好的圖案，通過曝光和顯影等工序轉(zhuǎn)移到襯底的光刻膠上，進(jìn)行圖像復(fù)制，從而實現(xiàn)批量生產(chǎn)。

資料來源：公開資料整理

掩膜版中最重要的原材料是掩膜基板，掩膜基板作為掩膜版圖形的載體，對掩膜版產(chǎn)品的精度和品質(zhì)起到重要作用。基板襯底必須具備良好的光學(xué)透光特性、尺寸及化學(xué)穩(wěn)定性、表面平整，無夾砂、氣泡等微小缺陷。由于石英玻璃的化學(xué)性能穩(wěn)定、光學(xué)透過率高、熱膨脹系數(shù)低，近年來已成為制備掩膜版的主流原材料，被廣泛應(yīng)用于超大規(guī)模集成電路掩膜版制作。掩膜板的掩蔽層一般為鉻(Cr,Chromium),在基材上面濺射一層鉻，鉻層的厚度一般為800~1000埃，在鉻層上面需要涂布一層抗反射涂層。

二、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、市場規(guī)模

作為半導(dǎo)體行業(yè)可重復(fù)使用的光刻模板，掩模版產(chǎn)品直接需求與半導(dǎo)體產(chǎn)品的更新迭代與產(chǎn)線擴(kuò)充息息相關(guān)。當(dāng)半導(dǎo)體產(chǎn)品持續(xù)推出新工藝、新結(jié)構(gòu)、新材料等新的芯片設(shè)計或者需要產(chǎn)線擴(kuò)充時，晶圓制造廠商需要使用新的掩模版來進(jìn)行半導(dǎo)體的大規(guī)模生產(chǎn)，此時就會產(chǎn)生開版需求。因此，掩模版的市場需求與半導(dǎo)體更新?lián)Q代、產(chǎn)線擴(kuò)充直接相關(guān)。近年來受新能源汽車、光伏發(fā)電、工業(yè)自動化、物聯(lián)網(wǎng)等下游新興產(chǎn)業(yè)推動，以功率器件為代表的特色工藝半導(dǎo)體發(fā)展迅速，不斷進(jìn)行產(chǎn)品迭代，為半導(dǎo)體掩模版創(chuàng)造了大量的市場需求。

近年來得益于下游需求不斷增長，我國半導(dǎo)體掩膜版行業(yè)市場規(guī)模保持快速增長態(tài)勢，2019年行業(yè)市場規(guī)模為74.12億元，2023年達(dá)到124.36億元，2024年上半年達(dá)到71.23億元。

資料來源：SEMI，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

2、供應(yīng)情況

供應(yīng)方面，我國半導(dǎo)體掩膜版行業(yè)國內(nèi)企業(yè)加速追趕，產(chǎn)能逐步釋放，產(chǎn)量從2019年的232.19萬片增長至2023年的365.14萬片，2024年上半年達(dá)到209.32萬片。具體如下：

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3、需求情況

需求方面：近年來我國加大對半導(dǎo)體行業(yè)的投資，國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)能不斷擴(kuò)張，對半導(dǎo)體掩膜版的需求也在不斷增長，2023年我國半導(dǎo)體掩膜版銷量為529.19萬張，2024年上半年達(dá)到301.18萬張。

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4、行業(yè)供需平衡分析

雖然近年來我國半導(dǎo)體掩膜版行業(yè)發(fā)展勢頭良好，但是由于起步較晚，進(jìn)入壁壘較高，我國在半導(dǎo)體掩膜版方面仍然依賴進(jìn)口，國內(nèi)半導(dǎo)體掩膜版產(chǎn)量尤其是高端產(chǎn)品無法滿足國內(nèi)需求。隨著國內(nèi)晶圓廠產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，對掩膜版的需求將持續(xù)上升，國產(chǎn)替代空間廣闊。

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三、行業(yè)細(xì)分市場

1、石英掩膜版

石英掩膜版是指以高純石英玻璃為基材，具有高透過率、高平坦度、低膨脹系數(shù)等優(yōu)點，通常應(yīng)用于高精度掩膜版產(chǎn)品，主要用于平板顯示制造和半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域。

近年來石英半導(dǎo)體掩膜版市場需求不斷增長，市場規(guī)模也隨之?dāng)U大，2023年行業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到47.26億元，2024年上半年達(dá)到27.21億元。

資料來源：觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

2、蘇打掩膜版

蘇打掩膜版是指以蘇打玻璃為基材，相比石英玻璃具有更高的膨脹系數(shù)、更低的平坦度，通常應(yīng)用于中低精度掩膜版產(chǎn)品。相比于石英玻璃，蘇打玻璃的光學(xué)透過率稍低，熱膨脹系數(shù)更高，平坦度更低，通常運用于中低精度掩膜版產(chǎn)品，因此蘇打掩膜版單價成本顯著低于石英掩膜版，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域為平板顯示、IC 封裝、觸控板、電路板。2023年蘇打掩膜版行業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到36.06億元，2024年上半年達(dá)到20.73億元。

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四、行業(yè)競爭格局

半導(dǎo)體掩模版生產(chǎn)廠商可以分為晶圓廠自建配套工廠和獨立第三方掩模廠商兩大類。由于 28nm 及以下的先進(jìn)制程晶圓制造工藝復(fù)雜且難度大，各家用于芯片制造的掩模版涉及晶圓制造廠的重要工藝機(jī)密且制造難度較大，因此先進(jìn)制程晶圓制造廠商所用的掩模版大部分由自己的專業(yè)工廠內(nèi)部生產(chǎn)，如英特爾、三星、臺積電、中芯國際等公司的掩模版均主要由自制掩模版部門提供。對于28nm以上等較為成熟的制程所用的掩模版，芯片制造廠商為了降低成本，在滿足技術(shù)要求下，更傾向于向獨立第三方掩模版廠商進(jìn)行采購。

在全球半導(dǎo)體掩模版市場，晶圓廠自行配套的掩模版工廠規(guī)模占比 65%，獨立第三方掩模廠商規(guī)模占比 35%，其中獨立第三方掩模版市場主要被美國 Photronics、日本 Toppan 和日本 DNP 三家公司所控制，三者共占八成以上的市場規(guī)模，市場集中度較高。

資料來源：SEMI，觀研天下數(shù)據(jù)中心整理

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)商僅包括中芯國際光罩廠、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。中芯國際光罩廠為晶圓廠自建工廠，產(chǎn)品供內(nèi)部使用；清溢光電、路維光電產(chǎn)品以中大尺寸平板顯示掩模版為主，半導(dǎo)體掩模版占比較低。

由于行業(yè)內(nèi)大部分市場份額被外資企業(yè)和大型企業(yè)自建廠占據(jù)，并沒有公開數(shù)據(jù)，但是考慮到全球范圍內(nèi)也是壟斷性格局，且自建廠占據(jù)主流，國內(nèi)并沒有大量的專業(yè)第三方從事掩膜版企業(yè)，較高的壁壘也阻止了外部企業(yè)的滲入，行業(yè)甚至可能存在CR20≈100%的可能性，這就使得行業(yè)CR8基本上鐵定高于40%，壟斷性格局較為明顯。（WWTQ）