光罩，也稱為光掩模版，在IC制造過程中，其作用是將設計好的電路進行顯影，將圖形投影在晶圓上，利用光刻技術進行蝕刻。光罩是以石英玻璃為襯底，其上鍍以金屬鉻層及感光膠層，當鍍膜石英玻璃上的圖像可以覆蓋整個晶圓時，即稱之為光罩。光罩是半導體光刻工藝中所需的高精密工具。

芯片制造整個過程中會經(jīng)歷幾百道工序，需要多張光罩來完成曝光任務，制程工藝越先進，對光罩的消耗量越多，例如14nm芯片需要60張左右的光罩，而7nm芯片則需要超過80張光罩，并且對光罩的精度要求也在不斷提高。

本土光罩廠的興起

光罩廠分為自建和獨立兩種。中芯國際和臺積電的光罩廠就屬于自建，而凸版和大日本印刷(DNP)這樣的就是獨立光罩廠。2020年以前，國內有能力生產相對高端前道光掩模的光罩廠除了中芯國際，就只有凸版和廈門的PDMC(美日豐創(chuàng))這樣的外資或合資企業(yè)了。

盡管在封測領域清溢光電已經(jīng)可以實現(xiàn)大量而穩(wěn)定的出貨，在FPD領域路維光電的國產G11光罩產線也已經(jīng)建立，但是在集成電路前道領域高端國產光罩廠則是長期處于缺位的狀態(tài)，直到近些年才有所改觀。

但是2020年以后，隨著泉益光電和青島芯恩作為新的獨立和自建光罩廠的代表成長起來，并向各自的客戶出貨之后，國內的新光罩廠也如同雨后春筍開始大量建設投產了。在《上海市先進制造業(yè)發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中，也提出了提升強化高端掩模板(光罩)的本土配套能力的要求。中芯國際在經(jīng)歷了美國多輪禁運制裁后，也艱難實現(xiàn)了先進制程所需的高端光罩的工藝研發(fā)并投入量產。除此之外，建廠達人張汝京博士也在嘉興參與光罩基板的研發(fā)和制造項目，為這種先進材料的國產化貢獻力量，這便是后話了。

晶圓制造的原材料是硅片，而光罩制造的材料是光罩基板，目前全球范圍內，先進的前道光罩基板供應商僅有日本豪雅和信越以及韓國的S&ST，相比12寸大硅片，光罩基板的技術要求更高，壟斷程度也更高。所以張汝京博士參與的光罩基板項目的意義之重大，便可想而知。

目前，隨著需求的增長，中微光掩模，華潤微旗下的迪斯光掩模以及中芯自建的光罩廠都在積極擴建，升級產能和工藝。此外還有新玩家加入了光罩廠的行列，一些準備自建光罩廠的晶圓廠也在伺機而動。可見，本土市場已經(jīng)認識到了光罩廠的重要性。


為何光罩廠要擴建

如同晶圓廠一樣，光罩廠也需要在無塵室中運營，遵守半導體行業(yè)的產品控制和質量管理原則。單片光罩的生產周期也遠遠大于晶圓，設備本身也耗資巨大，因此常年以來，光罩生產的設備和材料也好，還是光罩廠本身也好，都是固定的玩家隊伍，鮮有新鮮血液的流入。但隨著近些年的國際環(huán)境和行業(yè)情況發(fā)生了變化，使得大量新光罩廠的興建和舊光罩廠的擴產得以順利推進。

首先，由于近年來美國制裁的影響和一些獨立光罩廠的出貨周期大幅延長甚至受限，使得晶圓廠開始考慮自主可控并且安全的供應鏈。對于原本被第三方外資把持的本土光罩制造行業(yè)來說，本土獨立光罩廠的強勢崛起背后有著強大的需求保障。不僅是出貨量的需求，大陸地區(qū)的凸版和PDMC的光罩生產能力，不足以滿足本土先進制程的產線，而具有先進制程節(jié)點光罩生產能力的新本土光罩廠在產品競爭力上也給出了滿意的答復！

其次，隨著國內的芯片產能增量巨大，芯片設計公司也相繼推出了各種不同類型和型號的芯片，使得所需的光罩種類和數(shù)量激增，自主可控的本土光罩廠也成為一種確保交期的可選項，無論是自建還是獨立光罩廠都能在這巨大的市場中分到一杯羹。如下表所示，在2022年，國內芯片設計企業(yè)參與的所有芯片種類設計的銷售額都有很大增長，現(xiàn)有市場的光罩產能明顯已經(jīng)無法滿足需求。同時計算機，通信和消費類芯片所需先進制程比例很高，光罩數(shù)量的需求進一步擴大。

所以，由于光罩的需求激增，獨立光罩廠的價格不僅上漲10～25%，甚至連交期也延長到原來的4～7倍，這對于晶圓廠來說自然是難以接受的?；谏鲜隼碛?，新光罩廠的建立和現(xiàn)有光罩廠的擴產成為了本土半導體產業(yè)的當務之急。同時，不僅僅是光罩產能，光罩基板的需求也是關鍵。就像做菜，有了灶頭，也不能沒有下鍋的菜，也就不難理解國產光罩基板項目的重要性了。

當下，無論是晶圓廠還是光罩廠的建設都如火如荼，背后不僅僅是來自美國制裁的影響，更是基于本土市場強烈的需求增長。相比晶圓廠，光罩廠的材料和設備的國產化進度也遠遠落后于晶圓廠。盡管激進地追求全盤國產化并不可取，但是這背后的需求也是本土材料和設備供應商的藍海，前景廣闊。

目前，本土光罩廠所生產的光罩已經(jīng)覆蓋了28nm以上的成熟制程節(jié)點，并積極為擴大先進制程的需求做進一步擴產。但同時我們也應該清醒地認識到，除了設備工藝能力的限制外，本土光罩廠對先進光罩包括成熟光罩在內的認識還是有欠缺的。本土光罩廠應當加強與設備以及材料供應商的合作，加深對工藝的理解，合作開發(fā)更適合自身的定制化設備和軟件功能，全方位提升光罩的性能指標和良率。

隨著這些年國內集成電路產業(yè)的高速發(fā)展，無論是晶圓廠或是光罩廠都出現(xiàn)了巨大的人才缺口，因此整個人才體系的培養(yǎng)和建立也必須建立在循序漸進的基礎上，頻繁的人員流動帶來的傷害是巨大的，這點必須被清醒地認識到。去年10月7日的美國禁令又一次充分使我們認識到，依靠高薪的外部人員引進并不能長久，只有土生土長的人才和技術才能落地生根，枝繁葉茂。

EUV光掩膜自制市場為主

由于較多的中國新興企業(yè)的積極投資和設計活動，給光刻膜（Lithography Mask）帶來了正面因素，但是隨著越來越多的尖端工藝采用EUV，未來很難再出現(xiàn)較大的市場增長。如今，外部的光掩膜經(jīng)銷商及廠家多以光刻為主戰(zhàn)場，未來很可能陷入難以拓展業(yè)務的僵局。前景較好的EUV光掩膜基本沒有希望從自制轉為外購。

在2018年-2019年期間，自制光掩膜企業(yè)的制造產能吃緊，因此外購市場上出現(xiàn)了巨大的二次需求，但未來是否會持續(xù)，仍存在疑問。因此，外部銷售商廠家能從半導體生產廠家（以外部采購為基本方針的廠家）獲得多少訂單是他們生存的關鍵。

能否開拓中國本土客戶是拓展未來業(yè)務的關鍵。目前在中國，很多新興企業(yè)不斷涌現(xiàn)，大多數(shù)公司不得不依靠對外采購來擺脫技術障礙。一直以來，光掩膜市場的自制率都在擴大，而由于中國市場的興起，未來自制率將會出現(xiàn)下滑。

我國是全球最大的電子、汽車生產國，芯片年需求量大，在進口芯片難度增大情況下，國產芯片受關注度不斷提高，這為我國半導體產業(yè)崛起提供機會，將會拉動半導體相關配套產品需求量增長。光罩作為半導體光刻工藝的重要組成部分，行業(yè)也將迎來發(fā)展機遇。