【导读】光罩，也称为光掩模版，在IC制造过程中，其作用是将设计好的电路进行显影，将图形投影在晶圆上，利用光刻技术进行蚀刻。光罩是以石英玻璃为衬底，其上镀以金属铬层及感光胶层，当镀膜石英玻璃上的图像可以覆盖整个晶圆时，即称之为光罩。光罩是半导体光刻工艺中所需的高精密工具。
芯片制造整个过程中会经历几百道工序，需要多张光罩来完成曝光任务，制程工艺越先进，对光罩的消耗量越多，例如14nm芯片需要60张左右的光罩，而7nm芯片则需要超过80张光罩，并且对光罩的精度要求也在不断提高。
本土光罩厂的兴起
光罩厂分为自建和独立两种。中芯国际和台积电的光罩厂就属于自建，而凸版和大日本印刷(DNP)这样的就是独立光罩厂。2020年以前，国内有能力生产相对高端前道光掩模的光罩厂除了中芯国际，就只有凸版和厦门的PDMC(美日丰创)这样的外资或合资企业了。
尽管在封测领域清溢光电已经可以实现大量而稳定的出货，在FPD领域路维光电的国产G11光罩产线也已经建立，但是在集成电路前道领域高端国产光罩厂则是长期处于缺位的状态，直到近些年才有所改观。
但是2020年以后，随着泉益光电和青岛芯恩作为新的独立和自建光罩厂的代表成长起来，并向各自的客户出货之后，国内的新光罩厂也如同雨后春笋开始大量建设投产了。在《上海市先进制造业发展“十四五”规划》中，也提出了提升强化高端掩模板(光罩)的本土配套能力的要求。中芯国际在经历了美国多轮禁运制裁后，也艰难实现了先进制程所需的高端光罩的工艺研发并投入量产。除此之外，建厂达人张汝京博士也在嘉兴参与光罩基板的研发和制造项目，为这种先进材料的国产化贡献力量，这便是后话了。
晶圆制造的原材料是硅片，而光罩制造的材料是光罩基板，目前全球范围内，先进的前道光罩基板供应商仅有日本豪雅和信越以及韩国的S&ST，相比12寸大硅片，光罩基板的技术要求更高，垄断程度也更高。所以张汝京博士参与的光罩基板项目的意义之重大，便可想而知。
目前，随着需求的增长，中微光掩模，华润微旗下的迪斯光掩模以及中芯自建的光罩厂都在积极扩建，升级产能和工艺。此外还有新玩家加入了光罩厂的行列，一些准备自建光罩厂的晶圆厂也在伺机而动。可见，本土市场已经认识到了光罩厂的重要性。
为何光罩厂要扩建
如同晶圆厂一样，光罩厂也需要在无尘室中运营，遵守半导体行业的产品控制和质量管理原则。单片光罩的生产周期也远远大于晶圆，设备本身也耗资巨大，因此常年以来，光罩生产的设备和材料也好，还是光罩厂本身也好，都是固定的玩家队伍，鲜有新鲜血液的流入。但随着近些年的国际环境和行业情况发生了变化，使得大量新光罩厂的兴建和旧光罩厂的扩产得以顺利推进。
首先，由于近年来美国制裁的影响和一些独立光罩厂的出货周期大幅延长甚至受限，使得晶圆厂开始考虑自主可控并且安全的供应链。对于原本被第三方外资把持的本土光罩制造行业来说，本土独立光罩厂的强势崛起背后有着强大的需求保障。不仅是出货量的需求，大陆地区的凸版和PDMC的光罩生产能力，不足以满足本土先进制程的产线，而具有先进制程节点光罩生产能力的新本土光罩厂在产品竞争力上也给出了满意的答复！
其次，随着国内的芯片产能增量巨大，芯片设计公司也相继推出了各种不同类型和型号的芯片，使得所需的光罩种类和数量激增，自主可控的本土光罩厂也成为一种确保交期的可选项，无论是自建还是独立光罩厂都能在这巨大的市场中分到一杯羹。如下表所示，在2022年，国内芯片设计企业参与的所有芯片种类设计的销售额都有很大增长，现有市场的光罩产能明显已经无法满足需求。同时计算机，通信和消费类芯片所需先进制程比例很高，光罩数量的需求进一步扩大。
所以，由于光罩的需求激增，独立光罩厂的价格不仅上涨10～25%，甚至连交期也延长到原来的4～7倍，这对于晶圆厂来说自然是难以接受的。基于上述理由，新光罩厂的建立和现有光罩厂的扩产成为了本土半导体产业的当务之急。同时，不仅仅是光罩产能，光罩基板的需求也是关键。就像做菜，有了灶头，也不能没有下锅的菜，也就不难理解国产光罩基板项目的重要性了。
当下，无论是晶圆厂还是光罩厂的建设都如火如荼，背后不仅仅是来自美国制裁的影响，更是基于本土市场强烈的需求增长。相比晶圆厂，光罩厂的材料和设备的国产化进度也远远落后于晶圆厂。尽管激进地追求全盘国产化并不可取，但是这背后的需求也是本土材料和设备供应商的蓝海，前景广阔。
目前，本土光罩厂所生产的光罩已经覆盖了28nm以上的成熟制程节点，并积极为扩大先进制程的需求做进一步扩产。但同时我们也应该清醒地认识到，除了设备工艺能力的限制外，本土光罩厂对先进光罩包括成熟光罩在内的认识还是有欠缺的。本土光罩厂应当加强与设备以及材料供应商的合作，加深对工艺的理解，合作开发更适合自身的定制化设备和软件功能，全方位提升光罩的性能指标和良率。
随着这些年国内集成电路产业的高速发展，无论是晶圆厂或是光罩厂都出现了巨大的人才缺口，因此整个人才体系的培养和建立也必须建立在循序渐进的基础上，频繁的人员流动带来的伤害是巨大的，这点必须被清醒地认识到。去年10月7日的美国禁令又一次充分使我们认识到，依靠高薪的外部人员引进并不能长久，只有土生土长的人才和技术才能落地生根，枝繁叶茂。
EUV光掩膜自制市场为主
由于较多的中国新兴企业的积极投资和设计活动，给光刻膜（Lithography Mask）带来了正面因素，但是随着越来越多的尖端工艺采用EUV，未来很难再出现较大的市场增长。如今，外部的光掩膜经销商及厂家多以光刻为主战场，未来很可能陷入难以拓展业务的僵局。前景较好的EUV光掩膜基本没有希望从自制转为外购。
在2018年-2019年期间，自制光掩膜企业的制造产能吃紧，因此外购市场上出现了巨大的二次需求，但未来是否会持续，仍存在疑问。因此，外部销售商厂家能从半导体生产厂家（以外部采购为基本方针的厂家）获得多少订单是他们生存的关键。
能否开拓中国本土客户是拓展未来业务的关键。目前在中国，很多新兴企业不断涌现，大多数公司不得不依靠对外采购来摆脱技术障碍。一直以来，光掩膜市场的自制率都在扩大，而由于中国市场的兴起，未来自制率将会出现下滑。
我国是全球最大的电子、汽车生产国，芯片年需求量大，在进口芯片难度增大情况下，国产芯片受关注度不断提高，这为我国半导体产业崛起提供机会，将会拉动半导体相关配套产品需求量增长。光罩作为半导体光刻工艺的重要组成部分，行业也将迎来发展机遇。
来源：贤集网
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