晶圓產(chǎn)能擴張帶動光罩行業(yè)需求增長 清溢光電、龍圖光罩等積極沖擊高端市場

前言：

光刻工藝是半導體器件制造工藝的核心步驟之一，光刻成本約占整個硅片制造工藝的1/3，耗費時間約占整個硅片工藝的40%-60%，而光罩在其中扮演著無可替代角色，其作用是將設計好的電路圖形轉移到硅片上，為后續(xù)的刻蝕、離子注入等工序提供基礎。隨著半導體產(chǎn)業(yè)鏈向中國轉移，中國逐漸成長為全球半導體最大的需求市場，晶圓制造產(chǎn)能也隨之擴張，進而帶動光罩行業(yè)需求增加。全球光罩行業(yè)高端市場被日本、美國及部分歐洲企業(yè)占據(jù)，但隨著國家對半導體產(chǎn)業(yè)高度重視及產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持，國產(chǎn)光罩迎來快速發(fā)展的黃金時期。

1、光罩發(fā)展歷程

根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國光罩行業(yè)發(fā)展趨勢研究與未來投資分析報告（2025-2032年）》顯示，光罩是在制作IC的過程中，利用光蝕刻技術，在半導體上形成圖型，為將圖型復制於晶圓上，必須透過光罩作用的原理，類似于沖洗照片時，利用底片將影像復制至相片上。

18世紀末，法國人約瑟夫·尼塞福爾·涅普斯用瀝青涂層的錫版制作世界上首塊“光罩”，通過日光曝光將窗外景色印在金屬板上——這種原始的成像邏輯，與今天半導體光罩驚人地相似。

1960年代至1970年代，第一代光罩使用鉻玻璃（COG）技術。鉻層作為不透明材料定義圖案，石英或玻璃基板提供穩(wěn)定性。這一時期建立了光罩制造的基本工藝，包括光刻、濕法刻蝕和電子束（e- beam）寫入。

20世紀80年代，隨著光學投影系統(tǒng)的普及，光罩技術得到了顯著提升，出現(xiàn)先進的光刻膠材料以及更加精確的刻蝕工藝。

1990年代引入相位移光罩（PSM），通過操控光的相位來提高分辨率和焦深，這是光罩技術的一次重大突破。交替式PSM和衰減式PSM成為支持0.35μm以下技術節(jié)點的重要手段。

20世紀50至60年代，當半導體器件從簡單的二極管和晶體管發(fā)展為集成電路時，對精確圖案轉移的需求變得顯而易見。早期的光罩較為簡單，由涂有鉻層的玻璃板組成，用于定義基本電路布局。

2010年代至今，EUV光刻技術的出現(xiàn)對光罩提出新的要求。EUV光罩采用13.5nm的波長，需使用反射式光罩而非透射式光罩。

薄膜保護罩原理

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2、半導體產(chǎn)業(yè)鏈的“咽喉要道”，光罩作用大

光刻工藝是半導體器件制造工藝的核心步驟之一，光刻成本約占整個硅片制造工藝的1/3，耗費時間約占整個硅片工藝的40%-60%，而光罩在其中扮演著無可替代角色，其作用是將設計好的電路圖形轉移到硅片上，為后續(xù)的刻蝕、離子注入等工序提供基礎。

光線透過光罩的透明區(qū)域，這里的透明區(qū)域與遮光區(qū)域由鉻層等材料精準界定，進而將光罩上精心設計的電路圖案投影到涂有光刻膠的晶圓表面，即為曝光。

光罩曝光示意圖

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3、晶圓制造產(chǎn)能擴張，帶動光罩行業(yè)需求增長

2010年以來，隨著半導體產(chǎn)業(yè)鏈向中國轉移，中國逐漸成長為全球半導體最大的需求市場，晶圓制造產(chǎn)能也隨之擴張，進而帶動光罩行業(yè)需求增加。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2023-2025年，我國新增晶圓產(chǎn)能由548.50千片/月增長至593.89千片/月。

數(shù)據(jù)來源：觀研天下整理

4、光罩高端市場被國外企業(yè)所占據(jù)，清溢光電、龍圖光罩等國產(chǎn)企業(yè)加速崛起

而在市場競爭方面，全球光罩行業(yè)高端市場被日本、美國及部分歐洲企業(yè)占據(jù)，在高端光罩制造、核心材料供應及尖端檢測設備領域占據(jù)主導地位。例如，美國的Photronics作為全球最大的獨立第三方光罩制造商，在半導體、平板顯示等多個領域的光罩制造方面具有深厚的技術積累。該公司成立于1969年，經(jīng)過多年的發(fā)展，通過持續(xù)的研發(fā)投入和技術創(chuàng)新，掌握一系列先進的光罩制造技術。在光學鄰近校正（OPC）技術方面，Photronics 能夠通過精確的算法和先進的軟件工具，對光罩上的圖案進行優(yōu)化，以補償光刻過程中的光學畸變，從而提高芯片制造的精度和良率。

而我國光罩市場地位在全球產(chǎn)業(yè)鏈較低，2020年前基本上處于低技術水平，如清溢光電、路維光電和龍圖光罩工藝能力大多集中在0.25-0.5微米之間。不過，隨著國家對半導體產(chǎn)業(yè)高度重視及產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持，國產(chǎn)光罩迎來快速發(fā)展的黃金時期。例如，龍圖光罩自2010年入局半導體掩模版業(yè)務，經(jīng)過多年的技術攻關，將工藝節(jié)點從1μm提升至130nm。目前，龍圖光罩已實現(xiàn)130nm工藝節(jié)點半導體掩模版的量產(chǎn)，具備±20nm的CD精度和套刻精度，其技術實力和工藝能力在國內(nèi)第三方半導體掩模版廠商中居于前列地位。其產(chǎn)品已經(jīng)通過中芯集成、士蘭微、積塔半導體、新唐科技、比亞迪半導體、立昂微、燕東微、粵芯半導體、長飛先進、揚杰科技等多個國內(nèi)知名晶圓制造廠商的認證。

清溢光電也在不斷突破，通過與國內(nèi)科研機構合作，引進先進人才，清溢光電在光罩制造的關鍵技術環(huán)節(jié)取得了重要進展，如在光罩的缺陷檢測與修復技術方面，開發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權的檢測算法和修復工藝，有效提高了光罩產(chǎn)品的質(zhì)量和良品率。同時，為實現(xiàn)更高制程節(jié)點的高端半導體光罩的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，進一步打破境外領先廠商壟斷格局，提高國家在半導體產(chǎn)業(yè)鏈領域的國產(chǎn)化進程及自主可控能力，擴充公司產(chǎn)品類型、提升公司產(chǎn)品競爭力，清溢光電進一步建設高端半導體掩模版生產(chǎn)基地。

清溢光電新增核心工藝技術

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清溢光電佛山生產(chǎn)基地項目投資規(guī)劃（半導體）

資料來源：觀研天下整理（WYD）