前言:
半導體掩膜版為掩膜版最大細分市場,占比遠高于LCD、OLED、PCB掩膜版。掩膜版是半導體晶圓制造的關鍵的材料,隨著全球半導體產業向中國轉移,芯片制程微型化、特色工藝多樣化、晶圓廠擴產催生半導體掩模版需求,國內半導體掩膜版市場規模增速已快于全球。
上游材料設備依賴進口使得本土企業在市場競爭中處于不利地位,導致半導體掩膜版國產化率較低。目前,晶圓廠自建掩膜版工廠處于市場主導地位,市場份額達65%;獨立第三方掩膜版制造商份額為35%,市場主要集中于美國的Photronics、日本的Toppan和DNP三家公司手中,總占比達82.9%。
一、半導體掩膜版為掩膜版最大細分市場,占比達60%
根據觀研報告網發布的《中國半導體掩膜版行業發展趨勢研究與未來投資分析報告(2025-2032年)》顯示,掩膜版,是微納加工技術常用的光刻工藝所使用的圖形母版。掩膜版的作用類似于傳統照相機的“底片”,是將設計者的電路圖形通過曝光的方式轉移到下游行業的基板或晶圓上,從而實現批量化生產,為光刻工藝中的圖形轉移母版。
掩膜版應用十分廣泛,在涉及光刻工藝的領域都需要使用掩膜版,如 IC(IntegratedCircuit,集成電路)、FPD(Flat Panel Display,平板顯示器)、MEMS(Micro ElectroMechanical Systems,微機電系統)等。
相比較而言,半導體掩膜版對于掩膜版制造商的技術水平要求最高,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 等領域掩膜版產品。目前半導體掩膜版為掩膜版最大細分市場,占比達60%,遠高于LCD、OLED、PCB掩膜版。
數據來源:觀研天下數據中心整理
二、全球半導體掩膜版市場平穩增長,國內增速快于全球
掩膜版是半導體晶圓制造的關鍵的材料,成本占比達12%,僅次于硅片(35%)和電子氣體(13%)。近年來,全球半導體掩膜版市場平穩增長,隨著全球半導體產業向中國轉移,芯片制程微型化、特色工藝多樣化、晶圓廠擴產催生半導體掩模版需求,國內半導體掩膜版市場規模增速已快于全球。
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根據數據,2018年全球半導體掩膜版市場規模為40.41億美元,2024年全球半導體掩膜版市場規模為53.24億美元,2018-2024年全球半導體掩膜版市場規模CAGR為4.7%。
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2018年我國半導體掩膜版市場規模為10.2億美元,2024年我國半導體掩膜版市場規模為18.53億美元,2018-2024年我國半導體掩膜版市場規模CAGR為10.5%。
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三、上游材料設備對進口依賴高,半導體掩膜版國產化率亟待提高
光掩膜上游主要包括電路圖形設計、光掩膜設備及材料行業,掩膜版的主要原材料包括掩膜基板、光學膜、化學試劑以及包裝盒等輔助材料。上游材料設備依賴進口。
1.材料
掩膜版重要原材料是掩膜基板,掩膜基板作為掩膜版圖形的載體,對掩膜版產品的精度和品質起到重要作用。
掩膜基板材料有石英掩膜版、蘇打掩膜版和其他(干版、凸版和菲林等)。其中石英掩膜版因其優異的化學穩定性、熱穩定性和高透光性,成為高端掩膜版的主要材料,主要用于對精度要求較高的功率半導體、MEMS 傳感器、先進 IC 封裝等領域。
中高端石英基板材料目前仍主要依賴進口,掩膜基板供應商數量相對有限,且供應主要集中在日本與韓國,其供應商占據了高世代石英基板及先進光學膜市場的主導地位。
掩膜版基板材料分類
類別 | 簡介 | 應用領域 |
石英掩膜版 | 以高純石英玻璃為基材,具有高透過率、高平坦度,低膨脹系數等優點,通常應用于高精度掩膜版產品。 | 主要用于平板顯示制造和半導體制造等領域。 |
蘇打掩膜版 | 以蘇打玻璃為基材,相比石英玻璃具有更高的膨脹系數、更低的平坦度,通常應用于中低精度掩膜版產品。 | 主要用于精度要求較低的中低端半導體制造、觸控制造和電路板制造等領域 |
其他 | 菲林是以感光聚酯 PET 為基材,應用于低精度掩膜版產品。凸版是以紫外固化聚氨酯類樹脂為基材,主要用于液品顯示器(LCD)制造過程中定向材料移印。干版是以鹵化銀等感光乳劑為基材,應用于低精度掩膜版產品。 | 主要用于液品顯示制造和電路板制造等領域。 |
資料來源:觀研天下整理
2.設備
掩膜加工設備是制約產能瓶頸的重要因素。掩膜設備為直寫光刻機,如激光直寫光刻機、電子束光刻機等,主要供應商有瑞典 Mycronic、德國 Heidelberg 等企業,其中瑞典Mycronic 處于全球領先地位。
激光直寫光刻機通過計算機控制的高精度激光束根據設計的圖形聚焦至涂覆有感光材料的基材表面上,進行掃描曝光的精密、微細、智能加工技術,主要應用于 FPD 制造所需的掩膜版制版及 IC 制造所需的中低端掩膜版制版,主要廠商為瑞典 Mycronic、德國Heidelberg 等企業,其中瑞典 Mycronic 處于全球領先地位。
帶電粒子直寫光刻機將輻射源用帶電粒子束取代激光光束,能夠實現更高的光刻精度,主要應用于 IC 制造所需的高端掩膜版制版領域,主要廠商為日本 JEOL、ELIONIX、NuFlare、ADVANTEST 以及德國 Vistec、Raith 等。中國大陸公司高端掩膜版制造廠商設備主要由海外廠商生產,核心設備對于海外供應商具有較高依賴度。國內廠商中,目前 IC 掩膜版制版的激光直寫光刻設備領域中,芯碁微裝生產的 LDW-X6,在最小線寬、套刻精度、CD 均勻度等核心指標基本能夠與德國 Heidelberg 同臺競爭,但與全球領先企業瑞典 Mycronic相比仍有不少差距。
國內外主要直寫光刻設備廠商產品型號
國內外主要直寫光刻設備廠商產品型號 | 最小線寬 | 套刻精度 | 產能效率(mm2/minute) | CD 均勻度 |
瑞典 Mycronic:Sigma7700 | 220nm | 20nm | 130 | 5nm |
德國 Heidelberg:DWL-4000-I | 500nm | 160nm | 30 | 60nm |
合肥芯碁微裝:LDW-X6 | 500nm | 150nm | 300 | 70nm |
無錫影速:LP3000 | 500nm | 200nm | / | 70nm |
資料來源:觀研天下整理
依賴進口材料設備使得本土企業在市場競爭中處于不利地位,難以與那些擁有完整產業鏈和自主生產能力的企業競爭,導致目前我國半導體掩膜版市場主要被海外企業占據,國產化率較低。
根據數據,目前中國半導體掩膜版國產化率為10%左右,高端掩膜版國產化率僅3%,國產化率亟待提高。
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四、晶圓廠自建掩膜版工廠占主導,獨立第三方市場高度集中
半導體掩膜版生產供應主要來自于晶圓廠自建掩膜版工廠和獨立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。目前,晶圓廠自建掩膜版工廠處于市場主導地位,市場份額達65%。
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。獨立第三方掩膜版制造商市場占比為35%,市場主要集中于美國的Photronics、日本的Toppan和DNP三家公司手中,總占比達82.9%。
數據來源:觀研天下數據中心整理
數據來源:觀研天下數據中心整理(zlj)

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