作为面板和芯片生产过程中关键材料之一,掩膜版通过曝光将图形转移到基体材料上,是图形转移的母版。根据SEMI数据,半导体掩膜版成本占半导体材料总成本的13%,是除硅片之外占比最高的材料。
目前掩膜版国产化率较低,根据中国电子协会官网,半导体掩膜版国产化率仅10%左右,90%需要进口,高端掩膜版国产化率约3%;面板掩膜版领域虽然近年国产厂商有所突破,但美日韩厂商仍占据市场主导地位,掩膜版国产替代空间大。
石英掩膜板为主流,独立半导体掩膜版市场集中度高
掩膜版由掩膜基板和遮光膜组成,根据基板材料不同可分为玻璃基板和其他基板,其中玻璃基板又分为石英玻璃基板、苏打玻璃基板和硼硅玻璃基板。
石英玻璃由于具有高透过率、高平坦性和热膨胀率低等优点,是中高端掩膜版的主流基版材料,面板和半导体生产主要使用石英掩膜版。
遮光膜主要包括乳胶遮光膜和硬质遮光膜,硬质遮光膜由于其机械强度高、耐用性强同时又可以形成细微图形,目前中高端掩膜版遮光膜主要以硬质遮光膜中铬材料为主。
在面板掩膜版领域,根据Omdia数据,2020年全球销售额前五大厂商合计占比约85%,其中排名前四厂商福尼克斯、SKE、HOYA和LG-IT销售额占比分别为21.5%、19.4%、18.9%和18.8%,国内清溢光电以6.4%的占比排第五。
半导体掩膜版厂商主要分为晶圆厂自建配套工厂以及独立第三方厂商,对于28nm以下先进制程晶圆生产,出于自身技术保密方面考量,晶圆厂商所使用的半导体掩膜版主要由自行配套的掩膜版厂商生产,而对于28nm以上成熟制程所使用的半导体掩膜版,晶圆厂为了降低生产成本,主要委托第三方独立掩膜版厂商进行生产。
根据SEMI数据,2019年全球晶圆厂自行配套半导体掩膜版份额占比达到65%,剩余35%市场份额主要由Toppan、福尼克斯和DNP占有,三者市场份额之和为29%,占独立第三方半导体掩膜版市场份额约80%。
行业壁垒高,新技术增加掩膜板需求
大尺寸化作为面板行业发展趋势,近年电视面板平均尺寸呈逐年增加,据Omdia数据,电视面板平均尺寸从2018年44.3英寸增加至2022年50英寸,预计到2026年将增加至52.2英寸。
随着面板尺寸逐渐增加,面板产线也向更高代数线升级,目前全球面板最高已发展至11代线,相应的所需面板掩膜版尺寸也在逐渐增加,全球仅少数厂商可提供高世代线面板掩膜版,国内仅有路维光电拥有G11世代掩膜版产线。
除大尺寸化外,AMOLED由于具有高对比度、色彩鲜艳和可柔性等优点,近年出货量占面板比例持续增加,相较于传统LCD低分辨率屏幕TFT面板,AMOLED高分辨率TFT面板PPi更高,对掩膜版精度要求也更高。
相对于面板掩膜版,半导体掩膜版在最小线宽、CD精度和位置精度等参数方面要求更高,随着芯片工艺制程技术节点不断升级,晶圆线宽越小。
半导体掩膜版主要分为130nm以上、28nm-90nm和28nm以下三类,目前国内厂商半导体掩膜版制程主要集中在350nm-180nm之间,130nm制程以下半导体掩膜版基本属于空白。
根据SEMI数据,45nm及以下制程所使用掩膜版占比由2017年的13%提高至2018年的31%,45nm及以下制程所使用掩膜版占比逐渐提升。
工艺制程越小,所需要使用的掩膜版层数越多,目前全球130nm以上制程所使用掩膜版占比54%,28nm-90nm制程掩膜版占比33%,未来随着半导体工艺制程不断缩小,对先进制程半导体掩膜版需求将持续增加。
Chiplet即通过将不同模块分离出来,采用各模块对应制程节点生产出不同功能的芯片,然后通过先进封装将不同功能模块的芯片集成在一起,形成一个整体,其中各模块生产都需要对应的掩膜版,同时将各模块封装在一起时也需要掩膜版。
在Chiplet成为国内先进制程芯片发展重要替代解决方案背景下,将会增加对成熟制程芯片对应的掩膜版需求。
面板行业反弹和晶圆厂扩产增加需求,国内厂商迎来利好
面板行业在经历2022年经历下行周期后,近几个月出货量跌幅同比呈现缩窄,下游需求有所好转,同时面板价格在经历上一轮下降后,近几个月也持续上涨,其中大尺寸面板价格涨幅较大,面板价格与出货量均实现触底反弹,面板行业需求持续提升将对面板掩膜版出货量形成利好。
近年国内中芯国际和华虹半导体等主要晶圆厂持续扩产,且产能主要为成熟制程芯片,对成熟制程半导体掩膜版配套需求也大幅增加。
目前国内掩膜版生产商主要有中芯国际光罩厂、华润迪斯微、中微掩膜、路维光电、清溢光电、冠石科技以及龙图光罩,其中中芯国际光罩厂与华润迪斯微为晶圆自建厂,产品主要自供使用。
路维光电(688401.SH)具备G2.5-G11全世代掩膜版生产能力,在面板领域拥有国内首条G11代线掩膜版产线,可配套全部面板厂商所有产线,已实现180nm及以上制程节点半导体掩膜版产品量产,同时储备了150nm制程节点掩膜版制造技术,目前正在开展130nm以下制程掩膜版开发。
清溢光电(688138.SH)已完成180nm半导体掩膜版客户测试,正在进行130nm-65nm半导体掩膜版研发和28nm半导体掩膜版工艺开发规划。
冠石科技(605588.SH)拟投资16亿元进入半导体掩膜版生产领域,产品制程将覆盖350nm-28nm,预计2025年实现45nm光掩膜版量产,2028年实现28nm光掩膜版量产。
龙图光罩已实现130nm工艺节点半导体掩膜版量产,公司半导体掩膜版工艺节点覆盖1μm-130nm,目前公司正在建设高端半导体芯片掩膜版制造基地,建成后将实现130nm-65nm半导体工艺节点掩膜版量产。
(本文首发钛媒体App,作者|钛媒体产业研究部。想获得更多科股深度分析,可订阅科股宝VIP栏目。)