正視掩膜版國產化水平差距，未來中高端掩膜版國產率將提升
如今，光刻技術是制造芯片所必需的一項關鍵技術，而光刻技術中的光掩膜版則是非常重要的一環。
掩膜版需求快速增長，國產水平差距仍在
伴隨著半導體產業整體需求持續擴張，全球光掩膜版規模表現也開始逐漸增長：
根據SEMI對全球掩膜版相關行業的市場預測，在2023年至2028年期間，全球掩膜版行業市場規模將以年均復合增速約16%的速度增長；預計到2028年，全球掩膜版行業的市場規模將達到約623億元。
對此，在半導體領域，光掩膜生產應商可以分為：晶圓廠/IDM廠自行配套的工廠和獨立第三方光掩膜廠商兩大類，包括英特爾、三星、臺積電、中芯國際等均有自制掩膜版業務。
其中，各廠商市場規模占比中，晶圓廠/IDM廠占比穩步提升，2008年占比僅為 39%，2018 年已達到64%，2019年達到 65%，獨立第三方掩膜廠商占比35%。
全球來看，掩膜版廠商主要集中在日本和美國，包括日本Toppan（凸版印刷）、日本DNP（大日本印刷）、美國Photronics（福尼克斯）、日本HOYA（豪雅）、韓國 LG-IT（LGInnotek，LG集團子公司）等廠商。
視線回到國內，目前中國掩膜版或因以下問題與國外掩膜版大廠仍有較大差距：
1、技術瓶頸：相較于國際領先水平，中國光掩膜版的制造技術還存在較大差距，無法滿足高精度、高可靠性的應用需求。
2、設備更新：相較于國際領先水平相比，中國光掩膜版生產設備的更新換代速度較慢，也制約了其技術水平的提高。
3、知識產權：中國光掩膜版在知識產權保護方面存在問題，一些技術和產品被盜用或侵權，會直接影響企業的利益和創新積極性。
某種意義上來說，我國半導體產業的不斷發展和政府加大對產業支持力度，中國光掩膜版產業也在逐步提高技術水平和市場競爭力。
半導體掩膜版：光刻工藝中不可或缺的圖形轉移工具
掩模版作為圖形轉移的重要工具，將承載的電路圖形通過曝光的方式轉移到硅晶圓等基體材料上，廣泛應用于半導體、平板顯示、電路板、觸控屏等領域。以TFT-LCD制造為例，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，將設計好的TFT陣列和彩色濾光片圖形按照薄膜晶體管的膜層結構順序，依次曝光轉移至玻璃基板，最終形成多個膜層所疊加的顯示器件；以晶圓制造為例，其制造過程需要經過多次曝光工藝，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，在半導體晶圓表面形成柵極、源漏極、摻雜窗口、電極接觸孔等。相比較而言，半導體掩模版在最小線寬、CD 精度、位置精度等重要參數方面，均顯著高于平板顯示、PCB 等領域掩模版產品。
上游基材：掩膜基板+遮光層+保護膜
掩膜版通常由基板、遮光層及保護膜三部分組成，其中基材主要采用玻璃基材（石英或蘇打），由于石英具有高通過率、高平坦度、低膨脹系數等優點，通常使用高純石英玻璃為基材，石英基板的制造方式需要通過石英錠冷加工后合成石英基板，市場主要供應商為日本信越化學；遮光層分為硬質遮光層和乳膠遮光層，其中乳膠主要用于PCB、觸控等場景，硬質遮光層中由于鉻版機械強度高、耐用性強同時又可以形成細微圖形，因此目前主流掩膜版通常會在基板上鍍鉻來形成遮光層；保護膜通常為鋁合金框架上的一層透明薄膜，起到對掩膜的保護作用，價值量不高但技術難度較大。
中段制造：光刻、檢測等均為核心環節
掩模板的生產環節中掩膜版加工工藝分為CAD圖形設計、鍍鉻、涂膠、光刻、顯影、蝕刻、脫模、清洗、貼光學膜、關鍵參數測量、檢測、修補等核心關鍵步驟。
1）涂膠、光刻為制造中的核心工藝，需要先對掩膜基板涂膠（通常是正性光刻膠），后通過光刻機對表面進行曝光，通常以130nm為分界，130nm以上的光刻設備采用激光直寫設備，但隨著掩膜版的線寬線距越來越小，曝光過程中就會出現嚴重的衍射現象，導致曝光圖形邊緣分辨率較低，圖形失真，因此130nm及以下通常需采用電子束光刻完成；
2）關鍵參數量測及檢測環節對掩膜版的質量及良率至關重要，其中需對掩膜版關鍵尺寸（CD，Critical Dimension）、套刻精度（Overlay）等關鍵參數進行測量，同時需使用自動光學檢測設備（AOI，Automatic Optical Inspection）檢測掩膜版制造過程產生的缺陷以及通過激光等對掩膜版生產過程中的缺陷及微粒進行修復；
下游分類：130nm以上出貨量較大，55/65~28nm單價較高
掩膜版一般按照制程進行分類，制程越高端單價越貴。根據Semi統計，2019年全球光掩膜版出貨量達55.9萬張，其中22nm以下掩膜版出貨量達8.8萬張，占全球16%，28-90nm掩膜版出貨量達17.5萬張，占31%，130nm及以上掩膜版出貨量達29.6萬張，占53%，未來隨著28nm及以下制程的擴產，該占比有望大幅提升；同時從單價來看，不同制程價格差異較大，其中55/65~28nm掩膜版單價在數萬元，而130nm及以上單價則僅數千元。
掩膜版進口受限，國產替代需求緊迫
美國將 250nm 制程節點以下的掩膜版納入限制清單。2022 年 10 月 7 日 美國商務部公布了修訂后的《出口管理條例》，加大對于半導體設備及 零部件的出口供貨限制，升級對于中國半導體產業的制裁。本次制裁包 含了對于掩膜版的供應限制，意味著我國進口國外先進制程掩膜版將受 阻，國內被迫壓縮的對于進口掩膜版的需求將由國產掩膜版填補，掩膜 版行業的國產替代進程有望加速。
國內晶圓廠已跨過 250nm 制程，國產替代確定性強。國內晶圓廠均已實 現了 250nm 制程節點的突破，2021 年國內晶圓廠 CR3 的銷售額中 130nm 及以下制程占比達 64%，在進口受限的情況下國內晶圓廠商將積極尋求 國產替代，需求確定性強。
目前多數頭部國產晶圓廠商均需外采掩膜版，美國限制掩膜版出口后亟 需國產掩膜版替代。現階段國內晶圓代工廠 CR3 中芯國際、華虹集團和 晶合集成中只有中芯國際配套了掩膜版制造設施，其他晶圓代工廠均需 向第三方廠商采購掩膜版。在美國限制 250nm 及以下制程掩膜版出口、 而國內掩膜版廠商制程節點已經越過 250nm 節點，亟需采購國產掩膜版 以填補進口掩膜版缺口。
半導體掩膜版全球市場規模約54億美元，國產化率有望快速提升。根據Semi統計，2021掩膜版占晶圓制造材料比例為12%，為僅此于硅片的第二大耗材，推算2022年全球半導體掩膜版市場規模約54億美元，中國大陸掩膜版市場規模約90億元，目前中國大陸廠商主要集中于350~180nm制程節點的掩膜版生產，部分廠商已掌握130nm制程節點的生產技術，對于90nm及以下掩膜版國產化率幾乎為零，因此隨著中國大陸晶圓廠加速擴建以及供應鏈安全的考量，未來中高端掩膜版國產化率有望快速提升。
受益于平板顯示產能向中國大陸轉移，面板掩膜版同樣有望加速國產替代。根據CINNO Research統計，2022年中國大陸LCD/OLED制造產能分別占全球72%/40%，全球平板顯示制造產能加速向中國大陸轉移。2022年全球平板顯示掩膜版市場規模約50億元，中國大陸市場約30億元，根據我們測算2022年國內面板掩膜版供應商市場份額合計僅20%，我們認為隨著面板產業鏈向中國大陸轉移，以及OLED滲透率的提升，面板掩膜版國產化率同樣有望加速提升。
