在當(dāng)今現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)如雨后春筍般蓬勃發(fā)展的宏大格局中,空白掩膜版這一關(guān)鍵材料雖然在大眾視野中并不顯眼,卻在眾多前沿且至關(guān)重要的領(lǐng)域里扮演著無(wú)可替代的角色。它是半導(dǎo)體制造、平板顯示等行業(yè)生產(chǎn)流程中核心光刻工藝的必備材料。在半導(dǎo)體芯片制造過(guò)程里,光刻環(huán)節(jié)就像是為芯片繪制精細(xì)藍(lán)圖,而空白掩膜版則如同精準(zhǔn)的“繪圖模具”,光刻機(jī)會(huì)依據(jù)掩膜版上預(yù)設(shè)的圖案,將線路圖形精確地轉(zhuǎn)移到硅片等基底材料上。在平板顯示領(lǐng)域,無(wú)論是液晶顯示(LCD)還是有機(jī)發(fā)光二極管顯示(OLED)的生產(chǎn),空白掩膜版同樣發(fā)揮著決定性作用,其質(zhì)量?jī)?yōu)劣和性能高低,直接左右著下游產(chǎn)品的精度和良品率。例如,在生產(chǎn)高分辨率的智能手機(jī)顯示屏?xí)r,若掩膜版的精度不夠,就可能導(dǎo)致顯示屏出現(xiàn)像素點(diǎn)模糊、色彩偏差等問(wèn)題,嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)。
我國(guó)平板顯示行業(yè)近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭極為強(qiáng)勁,已然成為全球最大的生產(chǎn)基地。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在過(guò)去的[X]年中,我國(guó)平板顯示產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能以年均[X]%的速度快速增長(zhǎng),產(chǎn)品涵蓋了從中小尺寸的手機(jī)屏幕到超大尺寸的電視面板等多個(gè)領(lǐng)域。這種大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張,為上游的空白掩膜版行業(yè)創(chuàng)造了廣闊的市場(chǎng)空間。與此同時(shí),國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也正處于快速發(fā)展的上升期,隨著5G通信、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)集成電路的需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng),進(jìn)而使得對(duì)集成電路用空白掩膜版的需求與日俱增。
然而,目前我國(guó)空白掩膜版行業(yè)的發(fā)展之路并非一帆風(fēng)順,面臨著諸多嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。從技術(shù)層面來(lái)看,高端空白掩膜版的制造技術(shù)長(zhǎng)期被日本、美國(guó)等少數(shù)國(guó)外企業(yè)牢牢壟斷。以極紫外光刻(EUV)用的高端掩膜版為例,其制造工藝極為復(fù)雜,需要極高的光刻精度和極低的缺陷密度。國(guó)內(nèi)企業(yè)在相關(guān)技術(shù)研發(fā)和工藝水平上與國(guó)際先進(jìn)水平仍存在較大差距,在高分辨率、高精度掩膜版的生產(chǎn)上,還難以滿足國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)的嚴(yán)苛需求。在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)方面,國(guó)外企業(yè)憑借多年積累的先發(fā)優(yōu)勢(shì)和深厚的技術(shù)壁壘,在全球空白掩膜版市場(chǎng)中占據(jù)了大部分份額。比如,全球排名靠前的幾家國(guó)外掩膜版企業(yè),其市場(chǎng)份額總和超過(guò)了[X]%,國(guó)內(nèi)企業(yè)在市場(chǎng)拓展過(guò)程中面臨著巨大的競(jìng)爭(zhēng)壓力。
但值得慶幸的是,隨著國(guó)家對(duì)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控的高度重視,以及一系列產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持,我國(guó)空白掩膜版行業(yè)迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。國(guó)家出臺(tái)了諸如專項(xiàng)研發(fā)資金支持、稅收優(yōu)惠等政策,鼓勵(lì)企業(yè)加大研發(fā)投入。眾多國(guó)內(nèi)企業(yè)積極響應(yīng),紛紛加大在研發(fā)方面的資金投入,每年的研發(fā)投入增長(zhǎng)率達(dá)到[X]%以上,同時(shí)積極引進(jìn)高端人才,組建專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì),努力突破技術(shù)瓶頸。高校和科研機(jī)構(gòu)也與企業(yè)緊密合作,通過(guò)產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目,共同推動(dòng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。例如,[具體高校名稱]與[具體企業(yè)名稱]聯(lián)合開(kāi)展的關(guān)于新型掩膜版材料的研發(fā)項(xiàng)目,取得了階段性的成果,為行業(yè)技術(shù)發(fā)展提供了新的思路。
本報(bào)告將深入探究我國(guó)空白掩膜版行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,全面剖析其面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn),精準(zhǔn)預(yù)測(cè)未來(lái)發(fā)展前景,為行業(yè)從業(yè)者、投資者以及相關(guān)政策制定者提供有價(jià)值的參考,助力我國(guó)空白掩膜版行業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,逐步提升在全球產(chǎn)業(yè)鏈中的地位。
根據(jù)《2023-2028年中國(guó)掩膜版行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及投資預(yù)測(cè)報(bào)告》分析,空白掩膜版是掩膜版的上游產(chǎn)品。隨著中國(guó)掩膜版行業(yè)的持續(xù)發(fā)展,國(guó)內(nèi)對(duì)空白掩膜版的需求呈逐步上升趨勢(shì)。在掩膜版廠商傾向就近配套,以及國(guó)產(chǎn)替代與產(chǎn)業(yè)鏈自主供應(yīng)成為大趨勢(shì)的背景下,空白掩膜版的自給率有望大幅提高。
截至2023年底,全球掩膜版行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為612.3億元,中國(guó)掩膜版行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)156.9億元,中國(guó)在全球掩膜版行業(yè)中的占比約為25.6%,這表明中國(guó)已成為全球掩膜版行業(yè)的重要市場(chǎng)之一。
在空白掩膜版市場(chǎng)方面,根據(jù)清溢光電等國(guó)內(nèi)掩膜版行業(yè)頭部企業(yè)2023年財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)顯示,在掩膜版業(yè)務(wù)中,直接材料成本占比高達(dá)42.05%。而在掩膜版直接材料成本里,空白掩膜版占比約為90%。通過(guò)這些數(shù)據(jù),能夠?qū)θ蚣爸袊?guó)空白掩膜版市場(chǎng)規(guī)模情況進(jìn)行推算。
推算數(shù)據(jù)顯示,2023年全球空白掩膜版行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)231.7億元,中國(guó)空白掩膜版行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)59.4億元。
此外,全球市場(chǎng)中,掩膜版在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用占比約達(dá)60%,據(jù)此推算,2023年全球半導(dǎo)體用空白掩膜版市場(chǎng)規(guī)模為139億元,中國(guó)半導(dǎo)體用空白掩膜版市場(chǎng)規(guī)模為35.63億元。
圖:2019-2023年全球及中國(guó)掩膜版行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模情況
未來(lái),在國(guó)產(chǎn)替代和產(chǎn)業(yè)鏈自主供應(yīng)的大趨勢(shì)下,我國(guó)半導(dǎo)體用空白掩膜版市場(chǎng)規(guī)模在2024至2028年期間有望進(jìn)一步增長(zhǎng)。若按照2019-2023年其市場(chǎng)規(guī)模年復(fù)合增長(zhǎng)率15%這一情況保守估計(jì),至2028年底,我國(guó)半導(dǎo)體用空白掩膜版市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到71.67億元,可見(jiàn)我國(guó)半導(dǎo)體用空白掩膜版市場(chǎng)潛在空間十分可觀,這有利于項(xiàng)目企業(yè)在該市場(chǎng)領(lǐng)域持續(xù)健康發(fā)展。
圖:2019-2028年全球及中國(guó)空白掩膜版行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模情況(單位:億元)
全球半導(dǎo)體用空白掩模版市場(chǎng)呈現(xiàn)出高度集中的態(tài)勢(shì),主要廠商集中于日本和韓國(guó),像豪雅(HOYA)、信越(ShinEtsu)、旭硝子(AGC)、S&STECH、ULCOAT、Telic等。其中,日本的豪雅、信越兩家企業(yè)占據(jù)了全球?qū)⒔?0%的市場(chǎng)份額。
圖:2023年全球半導(dǎo)體用空白掩模版市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局
反觀中國(guó)大陸,空白掩模版生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。目前,這些企業(yè)大多集中在生產(chǎn)低節(jié)點(diǎn)空白掩模版產(chǎn)品,即主要是0.13um以上的產(chǎn)品。而在成熟及先進(jìn)節(jié)點(diǎn)的空白掩模版生產(chǎn)方面,尚處于研發(fā)階段。這種情況導(dǎo)致國(guó)內(nèi)企業(yè)難以滿足中高端市場(chǎng)對(duì)于空白掩模版的需求,在國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展、對(duì)中高端空白掩模版需求日益增長(zhǎng)的大背景下,國(guó)內(nèi)空白掩模版供應(yīng)能力的不足成為了制約產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。這不僅可能導(dǎo)致國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中面臨成本上升的問(wèn)題,而且由于依賴進(jìn)口,還可能在國(guó)際貿(mào)易形勢(shì)變化時(shí)遭遇供應(yīng)中斷的風(fēng)險(xiǎn),影響整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
空白掩膜版行業(yè)的發(fā)展主要受下游平板顯示行業(yè)、半導(dǎo)體芯片行業(yè)、觸控行業(yè)和電路板行業(yè)的發(fā)展影響,與下游終端行業(yè)的主流消費(fèi)電子(手機(jī)、平板、可穿戴設(shè)備)、筆記本電腦、車載電子、網(wǎng)絡(luò)通信、家用電器、LED照明、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療電子、VR/AR產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)密切相關(guān),未來(lái)幾年空白掩膜版將向更高精度和全產(chǎn)業(yè)鏈方向發(fā)展。
一、空白掩膜版產(chǎn)品精度趨向精細(xì)化
平板顯示行業(yè),隨著消費(fèi)者對(duì)顯示產(chǎn)品的要求逐步提高,手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端向著更高清、色彩度更飽和、更輕薄化發(fā)展。對(duì)平板顯示掩膜版的半導(dǎo)體層、光刻分辨率、最小過(guò)孔、CD均勻性、精度、缺陷大小、潔凈度均提出了更高的技術(shù)要求。根據(jù)Omdia對(duì)2020年至2022年平板顯示掩膜版技術(shù)路線分析,除了允許缺陷尺寸進(jìn)一步降低外,其他技術(shù)指標(biāo)保持穩(wěn)定。半導(dǎo)體芯片行業(yè),6英寸半導(dǎo)體成熟制造工藝主要為800nm、500nm、350nm和250nm等節(jié)點(diǎn)工藝,8英寸半導(dǎo)體成熟制造工藝主要為500nm、350nm、250nm、180nm、130nm和110nm等節(jié)點(diǎn)工藝,12英寸半導(dǎo)體目前境內(nèi)主流制造工藝為150nm、110nm、90nm、65nm、45nm、28nm等節(jié)點(diǎn)工藝。臺(tái)積電2022年已開(kāi)始量產(chǎn)3nm節(jié)點(diǎn)工藝的半導(dǎo)體芯片,未來(lái)半導(dǎo)體芯片的制造工藝將進(jìn)一步精細(xì)化工藝發(fā)展,這對(duì)與之配套的半導(dǎo)體芯片及封裝掩膜版提出了更高要求,對(duì)線縫精度的要求越來(lái)越高,掩膜版廠商采取例如光學(xué)鄰近校正(OPC)和相移掩膜(PSM)等技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)。根據(jù)佳能方面最新消息,該公司宣布推出新型納米壓印半導(dǎo)體制造設(shè)備,采用了納米壓印技術(shù),可實(shí)現(xiàn)最小線寬為14納米的圖案化,相當(dāng)于5納米節(jié)點(diǎn)需要,生產(chǎn)目前可用的最先進(jìn)的邏輯半導(dǎo)體。此外,隨著掩膜版技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn),納米壓印技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)最小線寬為10nm的電路圖案,對(duì)應(yīng)于2nm節(jié)點(diǎn)。
綜上,未來(lái)掩膜版產(chǎn)品的精度將趨向精細(xì)化。
二、掩膜版行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈向上游拓展
掩膜版的主要原材料為掩膜版基板。同時(shí),隨著掩膜版行業(yè)下游客戶對(duì)其最終產(chǎn)品的品質(zhì)要求不斷提高,促使掩膜版企業(yè)不斷追求產(chǎn)品品質(zhì)上的突破,而掩膜版基板的質(zhì)量,對(duì)掩膜版產(chǎn)品最終品質(zhì)具有重大影響。因此,從降低原材料采購(gòu)成本和控制終端產(chǎn)品質(zhì)量出發(fā),掩膜版企業(yè)陸續(xù)向上游產(chǎn)業(yè)鏈延伸,部分企業(yè)如:HOYA以及LG-IT已經(jīng)具備了研磨、拋光、鍍鉻、涂膠等掩膜版基板全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(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。未來(lái)掩膜版行業(yè)內(nèi)具有一定實(shí)力的企業(yè),將逐步向上游產(chǎn)業(yè)鏈拓展。