一文解讀半導體掩膜版

老虎說芯|Tiger Chip|

2025-01-15 11:02:51 978

晶圓制造核心材料

掩膜版，亦稱光罩，是微電子制造領域內光刻工藝不可或缺的核心組件，其角色相當于傳統攝影中的“底片”，扮演著承載精密圖形設計和技術知識產權信息的媒介角色。這一技術廣泛應用于半導體生產、平板顯示制造、電路板生產及觸控屏產業等多個高科技領域。依據最終應用領域的差異，掩膜版被細分為平板顯示掩膜版、半導體掩膜版、觸控掩膜版和電路板掩膜版等多個類別。其中，半導體掩膜版以其極高的工藝復雜度及占據約60%市場份額的龐大體量，成為了行業的焦點。

作為光刻過程中圖形復制的基準模板，半導體掩膜版在芯片設計到制造的橋梁作用無可替代，其制作的精度與品質直接關聯著下游產品的成品率。具體到晶圓制造流程，整個生產過程需歷經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*構建出諸如柵極、源漏極、摻雜區域、電極接觸孔等關鍵結構。因此，掩膜版不僅是技術進步的象征，更是確保芯片性能與良率的關鍵要素。

行業規模

根據SEMI發布的《全球晶圓廠展望報告》，半導體行業在2024年的增長預期將受到前沿邏輯芯片與代工產能的擴張以及芯片終端市場需求回暖的雙重驅動，特別是受到生成式人工智能和高性能計算（HPC）等新興應用的推動。

全球半導體晶圓月度產能在2023年實現了5.5%的增長，達到2960萬片，并預計將在2024年繼續以6.4%的增速擴大。從2022年至2024年間，全球半導體行業計劃啟動運營的新晶圓廠數量達到82家。在中國，得益于政府的資金支持及一系列激勵措施，預計2024年將有18個芯片制造項目投入運營。中國2023年的晶圓產能同比增長了12%，達到每月760萬片，而2024年則有望進一步增長13%，達到每月860萬片。

SEMI的數據還揭示，在半導體晶圓制造的材料成本構成中，掩膜版占據了12%的比例，緊隨硅片（占比35%）和電子氣體（占比13%）之后，成為關鍵的材料成本組成部分。

根據SEMI數據，2022年全球半導體掩膜版市場規模達到49億美元，預估2023年半導體掩膜版市場規模將繼續增長至50.98億美元。

競爭格局

半導體掩膜版的生產供應主要分為兩大類：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域，由于工藝極為復雜，掩膜版作為芯片制造的關鍵要素，包含了晶圓制造廠的核心技術秘密。因此，像英特爾、三星、臺積電和中芯國際等先進制程晶圓制造商，大多選擇在自己的專業工廠內部生產掩膜版，以確保技術的保密性和生產效率。

而對于28納米以上較為成熟的制程，為了在保證技術滿足需求的同時降低成本，芯片制造商更傾向于向獨立的第三方掩膜版制造商采購掩膜版。根據SEMI的數據，在全球半導體掩膜版市場中，晶圓廠自建的掩膜版工廠占據了65%的市場份額，而獨立的第三方掩膜版制造商則占據了35%的市場份額。其中，美國的Photronics、日本的Toppan和DNP三家公司占據了獨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。

由于半導體掩模版具有較高的進入門檻，國內半導體掩模版主要生產商主要包括濟南泉意、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。

當前，高端半導體掩膜版國產化率僅3%，國內掩膜版生產廠商主要集中于180nm制程節點以上的生產，少數廠商已掌握130nm制程節點的生產技術，90nm及以下掩膜版高度依賴進口，國產替代空間廣闊。

總結

近年來，全球及國內晶圓生產線的不斷擴展為半導體掩膜版行業注入了新的市場增長動力。與此同時，下游應用領域如新能源汽車和消費電子等領域的快速技術革新，也推動了對應半導體掩膜版的更新換代需求。在國際貿易緊張局勢加劇和半導體產業逆全球化趨勢的背景下，加快國產替代已成為*層面的戰略重點。對于目前國產化率仍相對較低的晶圓制造關鍵材料——半導體掩膜版而言，這一趨勢為其帶來了*的發展機遇。

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