半導體掩膜版行業(yè)市場分析

一、掩膜版：光刻過程的核心耗材

1.1掩膜版基本介紹：微電子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移母版

掩膜版（Photomask）又稱光罩、光掩膜、光刻掩膜版等，是微電

子制造過程中的圖形轉(zhuǎn)移工具或母版，是圖形設計和工藝技術(shù)等知識

產(chǎn)權(quán)信息的載體。在光刻過程中，掩膜版是設計圖形的載體。通過光

刻，將掩膜版上的設計圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上，再經(jīng)過刻蝕，將圖形刻

到襯底上，從而實現(xiàn)圖形到硅片的轉(zhuǎn)移，功能類似于傳統(tǒng)照相機的“底

片”。

圖表2半導體掩膜版曝光示意圖

以薄膜晶體管液晶顯示器（TFT-LCD）制造為例，利用掩膜版的曝

光掩蔽作用，將設計好的薄膜晶體管（TFT）陣列和彩色濾光片圖形

按照薄膜晶體管的膜層結(jié)構(gòu)順序，依次曝光轉(zhuǎn)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(jīng)

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

膜版在最小線寬、CD精度、位置精度等重要參數(shù)方面，均顯著高于

平板顯示、PCB等領域掩膜版產(chǎn)品。掩膜版是光刻過程中的重要部

件，其性能的好壞對光刻有著重要影響。根據(jù)基板材質(zhì)的不同，掩膜

版主要可分為石英掩膜版、蘇打掩膜版和其他（包含凸版、菲林等）。

1.2掩膜版結(jié)構(gòu)：掩膜基板+遮光膜

掩膜版通常由基板和遮光膜組成，其中最重要的原材料是掩膜基板。

基板襯底在透光性及穩(wěn)定性等方面性能要求較高，須做到表面平整,

無夾砂、氣泡等微小缺陷。由于石英玻璃的化學性能穩(wěn)定、光學透過

率高、熱膨脹系數(shù)低，近年來已成為制備掩膜版的主流原材料，被廣

泛應用于超大規(guī)模集成電路掩膜版制作。目前，石英掩膜版和蘇打掩

膜版是最常見的兩種主流產(chǎn)品，均屬于玻璃基板。遮光膜分為硬質(zhì)遮

光膜和乳膠遮光膜，其中乳膠遮光膜主要用于PCB、觸控等場景；

硬質(zhì)遮光膜材料主要包括銘、硅、硅化鋁、氧化鐵等，在各類硬質(zhì)遮

光膜中，由于輅材料機械強度高、可形成細微圖形，因此銘膜成為硬

質(zhì)遮光膜的主流。掩膜版成本構(gòu)成以直接材料和制造費用為主，分別

占比67%和29%。其中直接材料主要包括掩膜版基板、遮光膜及其

他輔助材料等，掩膜版基板占直接材料的比重超過90%。

1.3光刻技術(shù)是掩膜版制造的重要環(huán)節(jié)

掩膜版制造工藝復雜，加工工藝流程主要包括CAM圖檔處理、光阻

涂布、激光光刻、顯影、蝕刻、脫膜、清洗、宏觀檢查、自動光學檢

查、精度測量、缺陷處理、貼光學膜等環(huán)節(jié)，其中光刻技術(shù)是掩膜版

制造的重要環(huán)節(jié)。光刻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(xiàn)嚴重的衍射現(xiàn)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。

關鍵參數(shù)量測及檢測環(huán)節(jié)對掩膜版的質(zhì)量及良率至關重要，其中需對

掩膜版關鍵尺寸(CD,CriticalDimension)、套刻精度(Overlay)

等關鍵參數(shù)進行測量，同時需使用自動光學檢測設備(AOI,

AutomaticOpticalInspection)檢測掩膜版制造過程產(chǎn)生的缺陷，如

產(chǎn)品表面缺陷(Defect)＞線條斷線(Open)、線條短接(Short)、

白凸(Intrusion),圖形缺失等以及通過激光等對掩膜版生產(chǎn)過程中

的缺陷及微粒進行修復。

二、半導體掩膜版：海外三方廠商集中，國產(chǎn)替代進行時

2.1半導體重要耗材，海外廠商占據(jù)主要市場份額

全球半導體材料市場規(guī)模近年來穩(wěn)步增長：受需求提升疊加晶圓產(chǎn)能

轉(zhuǎn)移帶動，我國半導體材料市場規(guī)模加速鳧升：從2019年的87億

美元增長至2021年的119億美元，年復合增長率為16.95%,增速

遠超海外市場。從細分領域看，半導體掩膜版占比約12%,與電子

特氣占比相當。

根據(jù)與下游晶圓廠商是否形成配套，當前半導體掩膜版生產(chǎn)商主要分

為晶圓廠自建(In-house)及獨立第三方兩大類。具體來看，28nm

及以下先進制程由于制造工藝復雜以及工藝機密等問題，晶圓廠所需

額，出貨量占比約54%,28-90nm占比約33%,22nm以下先進制

程出貨量占比僅13%o

2.2成熟制程產(chǎn)品為主，抗周期特性顯現(xiàn)

圖表18半導體及平板顯示掩膜版關鍵參數(shù)

半導體平板顯示

關鍵參數(shù)關鍵參數(shù)說明

掩膜版掩膜版

掩膜版最小掩膜版線寬越小，對應

0.5pm1.2pm

線寬下游產(chǎn)品線寬越小

CD精度數(shù)值越小精度越高0.02pm0.10pm

8精度均

數(shù)值小精度穩(wěn)定性高0.02pm0.12pm

值偏差

數(shù)值越小，掩膜版實際

位置精度圖形位置坐標與設計值0.02pm0.28pm

的偏差越小，精度越高

當前來看，半導體三方掩膜版廠商產(chǎn)能主要集中在成熟制程領域，海

外頭部掩膜版廠商大多已具備EUV掩膜版量產(chǎn)能力，其中Photronics

及DNP技術(shù)節(jié)點已達5nm,Toppan半導體掩膜版技術(shù)節(jié)點達14nm,

中國臺灣光罩主要產(chǎn)能集中于65nm以上制程，預計2023年Q4實

現(xiàn)40nm制程量產(chǎn)，2025年實現(xiàn)28nm量產(chǎn)。國內(nèi)掩膜版企業(yè)相對

而且仍有較大發(fā)展空間，當前基本均處于350-130nm制程范圍內(nèi)，

其中龍圖光罩2022年掩膜版工藝節(jié)點提升至130nm,路維光電已實

現(xiàn)250nm半導體掩膜版量產(chǎn)，并掌握了180/150nm節(jié)點的核心制造

技術(shù)。

半導體掩膜版毛利率整體高于平板顯示。在掩膜版精度方面，通常用

CD精度來衡量掩膜版圖形特征尺寸與設計值的偏差，表征掩膜版圖

形特征尺寸均勻性。相對于平板顯示、PCB等領域掩膜版產(chǎn)品而言，

半導體掩膜版在最小線寬、CD精度、位置精度等重要參數(shù)方面，均

有顯著提升，因此通常定價水平更高，同時在半導體器件領域，下游

客戶對生產(chǎn)模具的價格敏感性更低，因此半導體掩膜版毛利率水平一

般更高。

高階制程半導體掩膜版毛利率顯著提升。隨著工藝技術(shù)創(chuàng)新步伐加快,

芯片加速邁向先進制程，半導體掩膜版制程同步提升，毛利率加速改

善。以中國臺灣光罩為例，2019年半導體掩膜版低于130nm制程的

產(chǎn)品銷售占比僅6%,2021年已提升至32%,對應整體毛利率由2019

年的30.9%大幅提升至2021年的47.6%,此外，路維光電及龍圖光

罩等境內(nèi)三方掩膜版廠商近年來也受益于制程節(jié)點的逐步突破及產(chǎn)

品良率的改善，市場地位及定價能力有所提升，毛利率總體穩(wěn)中有升，

路維光電半導體掩膜版毛利率由2019年的36%提升至2021年的

51.3%,龍圖光罩由2020年的54.4%提升至2022年的57.7%。

半導體掩膜版具有一定抗周期特性。從半導體掩膜版龍頭廠

photronics及中國臺灣光罩銷售表現(xiàn)來看，與下游半導體銷售相比，

在半導體景氣下行周期內(nèi)，掩膜版的營收增速下滑幅度相對較小，體

現(xiàn)出一定的抗周期性；同時photronics掩膜版業(yè)務在部分周期內(nèi)表現(xiàn)

出一定的領先性，較下游半導體銷售率先達到景氣拐點。原因在于當

半導體行業(yè)處于下行周期，晶圓制造廠商的產(chǎn)能利用率下降，為了提

升產(chǎn)能利用率，晶圓制造廠傾向于向中小芯片設計公司提供代工服務,

因此半導體產(chǎn)品類型得以增加，掩膜版需求量提升；另外，當下游需

求低迷時，芯片設計公司或有意愿通過開發(fā)新產(chǎn)品打開市場，也會帶

來對掩膜版的增量需求。

2.3海外三方廠商：頭部企業(yè)起步較早，先進制程方向明確

Photronics

福尼克斯（Photronics）成立于1969年，是世界上領先的掩膜版制

造商之一，也是北美第一大掩膜版制造廠商。公司于1987年在納斯

達克上市，在北美、英國、德國、日本、中國臺灣、韓國和新加坡都

設有制造和銷售中心。福尼克斯目前在全球范圍內(nèi)擁有十一家工廠，

產(chǎn)品均為石英掩膜版，主要用于半導體芯片和顯示面板行業(yè)。福尼克

斯作為獨立第三方掩膜版廠商，是目前少數(shù)幾家目前可以提供先進工

藝所需掩膜版的廠商之一,其二元OPC掩膜版已經(jīng)可以支持到14nm

到28nm的工藝節(jié)點，而PSM相移技術(shù)的加入，進一步提高了圖形

曝光分辨率，使其得以突破14nm,可以提供5nm及之后節(jié)點的EUV

（ExtremeUltra-Violet,極紫外光刻）掩膜版。

2022年福尼克斯實現(xiàn)營業(yè)收入8.25億美元，同比增加24%；IC板

塊收入5.93億美元，同比增加29%,其中28nm及以下先進制程產(chǎn)

品（高端產(chǎn)品）占比相對較低，仍以28nm以上制程產(chǎn)品為主。下游

客戶主要包括聯(lián)華電子、三星等，前五大客戶收入合計占比超過45%。

Toppan

Toppan（凸版印刷株式會社）成立于1908年，2022年4月，Toppan

與日本私募股權(quán)公司IntegralCorporation成立Toppanphotomask,

獨立其半導體掩膜版業(yè)務，并強化半導體施膜版和FC-BGA基板的

研發(fā)和銷售。在技術(shù)方面，Toppan同樣著力十開發(fā)EUV光刻掩膜

版，目前已具有量產(chǎn)能力。Toppan在全球擁有8個生產(chǎn)基地，是世

界上唯一一家在北美、歐洲、亞洲均設有生產(chǎn)基地的供應商。Toppan

上海工廠以生產(chǎn)66/55nm制程掩膜版為主，2019年起開始生產(chǎn)

28/14nm的先進制程掩膜版。Toppan的競爭優(yōu)勢在于生產(chǎn)和銷售網(wǎng)

絡遍布全球，以應對地緣政治風險，客戶源較穩(wěn)定。2022財年，

Toppan電子事業(yè)部（包含半導體業(yè)務和顯示元器件業(yè)務）共實現(xiàn)營

業(yè)收入2553億日元，同比增長20.6%,半導體業(yè)務實現(xiàn)營收1591

億日元，占比超60%。展望2025年，公司中期計劃實現(xiàn)營業(yè)收入

2950億日元，半導體業(yè)務占比將進一步提升。

DNP

DNP（大日本印刷株式會社）成立于1876年，涉及以印刷技術(shù)為核

心的多個業(yè)務領域，是世界上首次采用多電子光束繪制設備制造掩膜

版的企業(yè)，掩膜版產(chǎn)品不僅可用于當下最先進的EUV光刻，還可用

于5nm高端制程。此外DNP還通過與IMEC（比利時微電子研究中

心）合作，推進3nm及以下的更高制程產(chǎn)品的工藝研發(fā)。2022年

11月，DNP宣布擬投資200億日元，在位于日本福岡縣北九州市的

黑崎工廠新設產(chǎn)線，用于生產(chǎn)OLED精細金屬掩膜版。新產(chǎn)線計劃

在2024年上半年投產(chǎn)。擴產(chǎn)后，DNP將憑借在智能手機應用掩膜版

市占率第一的優(yōu)勢向平板、筆記本電腦方向擴大業(yè)務量。2022財年

DNP電子業(yè)務板塊實現(xiàn)營收2036億日元，毛利率為22%。在電子

業(yè)務中，引線框架和半導體封裝組件銷售頷均有所下滑，只有掩膜版

業(yè)務增長強勁，帶動/電子板塊銷售額實現(xiàn)同比增長。展望2025年，

公司預計在電子業(yè)務板塊實現(xiàn)2300億日元的營業(yè)收入。

圖表29DNP公司營收情況（單位：百萬日元）

Beverages

百萬日元■Electronics

LifestyleandIndustrialSupplies

400,000InformationCommunication

350,000

300,000

250,000

200,000

150,000

100,000

50,000

0

1Q22

2.4半導體產(chǎn)能轉(zhuǎn)移，行業(yè)拐點將至，國內(nèi)掩膜需求有望迎來增長

全球晶圓產(chǎn)能正逐步向我國轉(zhuǎn)移，需求空間加速打開。2015-2021年

中國大陸生產(chǎn)的12寸晶圓產(chǎn)能在全球的占比從9.7%逐步升至16%,

未來隨著新建晶圓廠產(chǎn)能逐步落地，掩膜版需求空間有望進一步打開。

SEMI預計中國大陸2022年?2026年還將新增25座12英寸晶圓廠，

總規(guī)劃月產(chǎn)能將超過160萬片；預計到2026年底，中國大陸12英

寸晶圓廠的總月產(chǎn)能將超過276.3萬片，全球占比也將自2022年的

22%提升至2026年的25%o晶圓產(chǎn)能轉(zhuǎn)移有望進一步打開掩膜版需

求空間，國內(nèi)掩膜版技術(shù)研發(fā)加速趨勢下，三方掩膜版廠商有望實現(xiàn)

市場份額的快速提升。

掩膜版進口受限。2022年10月，美國商務部公布的修訂后的《出口

管理條例》中，加大對于半導體設備及零部件的供貨限制，包含了對

掩膜版的供應限制，將250nm及以下制程的掩膜版納入了限制清單,

國內(nèi)先進制程掩膜版進口或進一步受阻，掩膜版行業(yè)的國產(chǎn)替代進程

有望實現(xiàn)加速。半導體行業(yè)拐點有望加速顯現(xiàn)。半導體短周期與庫存

情況和供需結(jié)構(gòu)掛鉤，2021年半導體行業(yè)供需錯配帶來缺芯漲價潮,

廠家紛紛加大芯片產(chǎn)能規(guī)模，2022年下半年芯片供過于求，23Q1

半導體庫存高位，現(xiàn)階段行業(yè)整體仍處于去庫中，預期2023年下半

年需求漸修復、庫存逐步去化，2024年上半年加速被動去庫至庫存

出清，行業(yè)有望迎來供需結(jié)構(gòu)改善、價格上行、業(yè)績增加的拐點，預

期2024年有望開啟新一輪半導體庫存周期。

全球芯片晶圓產(chǎn)能持續(xù)擴大cSEMI在報告中指出，從2021年到2025

年，全球200毫米晶圓廠產(chǎn)能預計將增長20%,全球半導體制造商

正在增加13條新生產(chǎn)線，將使晶圓產(chǎn)能達到每月超過700萬片的歷

史新高，全球半導體制造商預計到2026年將大幅增加300mm晶圓

廠產(chǎn)能，有望達到960萬片/月。

先進制程發(fā)展方向明確。半導體先進制程發(fā)展趨勢下，半導體掩膜版

關鍵制程節(jié)點加速提升。我國產(chǎn)業(yè)鏈布局相對較晚，起步于封測環(huán)節(jié),

近年才進入高速發(fā)展期，封測仍是國內(nèi)半導體行業(yè)的主要細分領域,

半導體產(chǎn)品制程節(jié)點由130nm、100nm、90nm、65nm等逐步發(fā)展

到45nm、28nm、14nm、7nm等，目前境內(nèi)芯片主流先進制造工藝

為28nm。以中國臺灣光罩為例，2021年集中65nm以上制程半導

體掩膜版市場，2022年四季度起，40nm產(chǎn)品進入研發(fā)認證階段，

并預計于2023年四季度實現(xiàn)量產(chǎn)。28nm先進制程產(chǎn)品預計在2024

年開始研發(fā)認證，2025年進入量產(chǎn)。

三、平板顯示：技術(shù)迭代方向明確，面板復蘇提振需求

3.1平板顯示掩膜版頭部集中

BB表37全球平板顯示需求規(guī)模

需求規(guī)模閣比增速

目萬平方米

350323332

298

300

250

200

0

20192020202120222O23E2024E2025E2O26E齊聲

平板顯示行業(yè)長期發(fā)展呈現(xiàn)像素高精度化、尺寸大型化、競爭白熱化、

轉(zhuǎn)移加速化、產(chǎn)品定制化等特點。受益于電視平均尺寸增加，大屏手

機、車載顯示和公共顯示等需求的拉動，根據(jù)Omdia預測，2025年

全球平板顯示需求超過300百萬平方米。平板顯示掩膜版仍以國內(nèi)

市場為主，2022年國內(nèi)需求占比超50%；隨著面板需求穩(wěn)步增長,

國內(nèi)市場份額將持續(xù)提升，預計2026年將達到57%左右。平板顯示

掩膜版廠商市場結(jié)構(gòu)仍較為集中：2020年，海外主要頭部企業(yè)

Photronics>SKE、HOYA以及LG等市場占比合計近80%。此外,

清溢光電及路維光電是國內(nèi)主要的平板顯示掩膜版廠商，合計占比約

10%0

3.2大尺寸和高精度是平板顯示掩膜版主要發(fā)展方向

近年來，大尺寸的電視面板產(chǎn)品加速進入市場，以8.5代線生產(chǎn)的

55英寸和85英寸印板和10.5代線生產(chǎn)的65英寸和75英寸面板為

代表，大尺寸電視面板的需求自2022年第四季度開始出現(xiàn)大幅反彈,

2023年之后仍呈持續(xù)上升趨勢。2022年8月，液晶電視顯示面板出

貨的加權(quán)平均尺寸為46.8英寸，2022年12月平均尺寸上漲至49

英寸，2023年3月為49.5英寸，并于2023年5月首次突破50英

寸，達到了50.2英寸。面板代數(shù)越高，面板的玻璃基板尺寸越大，

利用率和效益就越高，8.5代線可以采用66寸+32寸電視套切，以

實現(xiàn)更高的切割效率；10.5代線切割65寸、75寸電視都可以達到

90%以上的切割效率。面板尺寸的增大帶動其上游材料掩膜版朝著大

尺寸化的方向發(fā)展，也會帶動大尺寸掩膜版的需求增長。

隨著平板顯示技術(shù)的更新迭代，新的顯示技術(shù)要求掩膜版朝著更高精

度方向發(fā)展，如應用于Micro-LED（微型發(fā)光二極管）、LTPO（低

溫多晶氧化物）、QD-OLED（量子點面板）等行業(yè)的掩膜版制造技

術(shù)。高分辨率面板需求提高掩膜版精度要求，根據(jù)IHS預測，未來

顯示屏的顯示精度將從450Ppi（PixelPerlnch,每英寸像素）逐步提

高到650Ppi以上，對平板顯示掩膜版的當導體層、光刻分辨率、最

小過孔、CD均勻性、套合精度、缺陷大小、潔凈度均提出了更高的

技術(shù)要求。

3.3面板景氣度加速復蘇，掩膜版需求有望提振

全球顯示面板行業(yè)在經(jīng)歷了2022年全球經(jīng)濟疲軟、疫情沖擊、供應

過剩等因素影響價格全面下行后，23Q2相關產(chǎn)品價格和面板廠產(chǎn)能

利用率已有明顯上調(diào)趨勢，2023下半年顯示面板市場基本面或?qū)⒂?/p>

來較大改善，新一輪上行周期將開啟。根據(jù)Omdia最新研究表不，

受益于LCD電視、手提電腦、顯示器面板和智能手機LCD面板訂單

向好，全球顯示面板廠家的總產(chǎn)能利用率從2023年第一季度的66%

回升至第二季度的74%。出貨量方面也有同步改善。

國內(nèi)市場顯示出更為強勁的增長韌勁。根據(jù)CODA,2022年國內(nèi)顯

示行業(yè)產(chǎn)值近5000億元，在全球市場的占比超過38%,投資結(jié)構(gòu)方

面也有了明顯改善，投資方向從LCD向更高技術(shù)含量的高性能OLED、

MicroLED及部分上游材料轉(zhuǎn)移，未來國內(nèi)面板市場將向更高附加值

的產(chǎn)品逐步迭代，同時在全球的占比也將進一步提高。全球顯示面板

產(chǎn)能有較為明顯的向我國轉(zhuǎn)移的趨勢。近年來國內(nèi)面板企業(yè)快速增加

第六代柔性OLED產(chǎn)線，我國OLED市場份額快速提升，根據(jù)DSCC

數(shù)據(jù)，2023年國內(nèi)企業(yè)在全球柔性OLED產(chǎn)能中的占比有望超過

50%；在中國面板廠商占據(jù)主導地位的液晶顯示器（LCD）產(chǎn)能中，

預計到2027年中國企業(yè)份額將提高至70%以上；顯示面板總產(chǎn)能中

（包括OLED和LCD）,2023年中