11月10日，半導(dǎo)體細(xì)分掩膜版概念走強(qiáng)，路維光電漲逾10%，清溢光電漲超7%。

消息面上，據(jù)韓媒報(bào)道，由于晶圓生產(chǎn)必需的光罩（掩膜版）供給告急，2023年行業(yè)或?qū)⒃贊q價(jià)最多25%

報(bào)道稱，目前掩膜版供給緊張、價(jià)格攀升，相關(guān)業(yè)者如美商Photronics、日本DNP和Toppan以及中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的滿手訂單。

此次飆漲的需求來(lái)自系統(tǒng)半導(dǎo)體，特別是高性能芯片、車用半導(dǎo)體和自動(dòng)駕駛芯片等。而目前光罩供給吃緊，會(huì)傷害半導(dǎo)體生產(chǎn)。業(yè)界預(yù)測(cè)，和2022年高點(diǎn)相比，2023年掩膜版價(jià)格將再漲10%-25%。

此外，以往高規(guī)格掩膜版的出貨時(shí)間為7天，現(xiàn)在拉長(zhǎng)4-7倍至30-50天。低規(guī)格產(chǎn)品的交貨時(shí)間也較平時(shí)增加一倍。半導(dǎo)體業(yè)者透露，光罩電子束圖形曝光源等制造設(shè)備延后交貨，耽擱光罩出廠、推升產(chǎn)品價(jià)格。


01什么是掩膜版？

掩膜版一般指光掩膜基版，是制作微細(xì)光掩膜圖形的理想感光性空白板，通過(guò)光刻制版工藝可以獲得所需光掩膜版。在產(chǎn)業(yè)鏈方面，掩膜版的主要原材料包括掩膜基板、光學(xué)膜、化學(xué)試劑以及包裝盒等輔助材料，主要應(yīng)用于平板顯示、半導(dǎo)體、觸控和電路板的制造過(guò)程，是必不可少的關(guān)鍵材料之一。

掩膜版從誕生之初至今，已經(jīng)發(fā)展到第五代產(chǎn)品，分別經(jīng)歷了手工刻紅膜、菲林版、干版、氧化鐵、蘇打和石英版，前四代產(chǎn)品有的已經(jīng)被淘汰，有的仍在部分行業(yè)小范圍使用，第五代蘇打和石英掩膜版自20 世紀(jì) 70年代出現(xiàn)后，目前應(yīng)用范圍最廣。

按用途分，光掩膜版可分為鉻版（chrome）、干版、液體凸版和菲林。其中，鉻版由于精度高，耐用性好，被廣泛用于IC、平板顯示、PCB等行業(yè)；干版、液體凸版和菲林則主要被用于中低精度的LCD 行業(yè)、PCB及 IC載板等行業(yè)。從下游應(yīng)用來(lái)看，IC和平板顯示占比最大，其中半導(dǎo)體占據(jù)60%，LCD占比 23%，OLED占比 5%，PCB占比 2%。

產(chǎn)業(yè)鏈方面，其上游包括：掩膜版設(shè)備、掩膜基板、遮光膜、化學(xué)試劑；供應(yīng)商如日本東曹、日本越信化學(xué)、日本尼康、菲力華、石英股份等。

中游：掩膜版制造；主要企業(yè)包括日本HOYA、日本DNP、韓國(guó)LG-IT、日本SKE、清溢光電、路維光電。

下游：IC制造、FPD平板顯示、觸控（TP）、電路板（PCB）；主要企業(yè)為臺(tái)積電、英特爾等半導(dǎo)體廠商；以及京東方、天馬、TCL等平板顯示廠商。


02下行的周期，逆行的MASK

從數(shù)據(jù)來(lái)看，掩膜版供給告急并不是空穴來(lái)風(fēng)。公開(kāi)消息顯示，以往高規(guī)格掩膜版的出貨時(shí)間為7天，現(xiàn)在拉長(zhǎng)4~7倍至30~50天，而低規(guī)格產(chǎn)品的交貨時(shí)間也較平時(shí)增加一倍。甚至有芯片設(shè)計(jì)廠商擔(dān)憂稱，需要 30~45 個(gè)光掩膜來(lái)進(jìn)行半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)，但現(xiàn)在卻無(wú)法正確獲得。半導(dǎo)體業(yè)者透露，掩膜版電子束圖形曝光源(e-beam patterning lighters)等制造設(shè)備延后交貨，耽擱掩膜版出廠、推升產(chǎn)品價(jià)格。

那么，為什么掩膜版的需求量會(huì)如此之高？這需要從掩膜版的性質(zhì)來(lái)說(shuō)，在芯片制造中，掩膜版屬于不可缺少的消耗品。由于每個(gè)掩膜版所能夠繪制的電路圖是有限的，而芯片制作又需要很多不同的電路圖形，相應(yīng)就會(huì)需要很多塊掩膜版。尤其隨著芯片制程工藝的演進(jìn)，電路圖變得越來(lái)越復(fù)雜，所需的掩膜版也越來(lái)越多。ASML數(shù)據(jù)顯示，2021年5nm制程每片晶圓平均掩膜版層約逾10層，3nm之后，每片晶圓平均掩膜層約將倍增達(dá)20層。DRAM部分，目前采用EUV技術(shù)完成約5層掩膜版量產(chǎn)，明年后將提升至8到10層。雖然每片晶圓所需要的掩膜版數(shù)量很多，但每塊掩膜版在轉(zhuǎn)移完版上圖形后，就不會(huì)再用到，而且在工藝驗(yàn)證過(guò)程中，一旦發(fā)生設(shè)計(jì)變動(dòng)，調(diào)整了光刻版圖，那么原本制作的光掩膜也不會(huì)再使用。

上述屬性決定了掩膜版本身的需求量就很大，然而之所以能在下行周期里，還能撐起逆行市場(chǎng)，還有以下兩大原因：

一是來(lái)自系統(tǒng)半導(dǎo)體，特別是高效能芯片，如車用半導(dǎo)體和自駕車芯片等需求的飆漲，而過(guò)去掩膜版擴(kuò)產(chǎn)甚為有限。

眾所周知，智能汽車所帶來(lái)的芯片市場(chǎng)規(guī)模是十分龐大的，英特爾首席執(zhí)行官Pat Gelsinger 預(yù)測(cè)，到 2030 年，汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)將翻一番，達(dá)到 1150 億美元，而高端汽車上搭載的半導(dǎo)體數(shù)量將增加 5 倍。目前，汽車領(lǐng)域已經(jīng)成為了眾多芯片廠商瞄準(zhǔn)的新賽道，甚至于三星電子和SK海力士等存儲(chǔ)廠商都已逐漸將目光投向了汽車半導(dǎo)體領(lǐng)域，更不用說(shuō)其他系統(tǒng)半導(dǎo)體廠商，更是扎堆涌入，在消費(fèi)電子失速的當(dāng)下，汽車迥然成為了他們的救星。

但是過(guò)去掩膜版的擴(kuò)產(chǎn)是十分有限的。一般來(lái)說(shuō)，掩膜版制造商分為兩種，一種是英特爾、三星、臺(tái)積電等代工廠擁有自制掩膜版業(yè)務(wù)，但他們的產(chǎn)能都是自產(chǎn)自銷；另一種就是獨(dú)立于代工廠的第三方掩膜版制造商，諸如美國(guó)Photronics、日本DNP、凸版印刷等，此類廠商主要銷售的是成熟制程掩膜版，比如上述提到的車用芯片，大多數(shù)仍是成熟制程，麥肯錫高級(jí)顧問(wèn)Denise Lee日前指出，成熟工藝制程仍將是汽車芯片生產(chǎn)的主流，預(yù)計(jì)到2030年汽車芯片的成熟工藝制程需求將達(dá)到10%左右的復(fù)合年增長(zhǎng)率。

與先進(jìn)制程掩膜版相比，成熟制程掩膜版利潤(rùn)率長(zhǎng)期處于低位，未來(lái)十年僅更新生產(chǎn)設(shè)備就需要投入10-20億美元，更不要說(shuō)新建產(chǎn)線，凸版印刷就曾估計(jì)，以65納米節(jié)點(diǎn)為例，一條新的光掩膜生產(chǎn)線預(yù)計(jì)需投資6500萬(wàn)美元。巨大的折舊成本可能與當(dāng)前掩膜版市價(jià)倒掛，長(zhǎng)期回報(bào)率不足以激發(fā)廠商投資，這也使得過(guò)去掩膜版擴(kuò)產(chǎn)有限，因此面對(duì)現(xiàn)下蜂擁而至的需求，掩膜廠的產(chǎn)能難免有些“捉襟見(jiàn)肘”，供不應(yīng)求之下，市場(chǎng)自然逆行向上。

二是晶圓代工廠與IC設(shè)計(jì)廠產(chǎn)能陸續(xù)釋出，有更多新芯片完成設(shè)計(jì)定案，掩膜版開(kāi)案逐步涌現(xiàn)。

臺(tái)灣光罩總經(jīng)理陳立惇先前曾分析，半導(dǎo)體需求在往下，但晶圓代工廠與設(shè)計(jì)公司的產(chǎn)能都開(kāi)始松動(dòng)，但也因?yàn)橛锌粘霎a(chǎn)能，新芯片完成設(shè)計(jì)定案，掩膜版開(kāi)案才能開(kāi)始涌入，有更多的Tape out進(jìn)來(lái)，對(duì)掩膜版廠來(lái)說(shuō)，客戶需求反而增加，下半年需求反而比上半年好。

上述提到不同的芯片設(shè)計(jì)需要的掩膜板也是不同的，自動(dòng)駕駛、5G、元宇宙等技術(shù)的發(fā)展催生出了芯片的新需求，但由于此前缺芯情勢(shì)過(guò)于嚴(yán)峻，芯片設(shè)計(jì)廠和代工廠專注于短缺芯片，無(wú)暇顧及太多新需求，而如今，缺芯情況已經(jīng)得到了明顯緩解，雖然行業(yè)景氣徹底反轉(zhuǎn)，已經(jīng)處于下行周期內(nèi)，但設(shè)計(jì)廠商想要立于不敗之地，搶奪未來(lái)市場(chǎng)仍是重中之重，隨之而來(lái)的是新芯片設(shè)計(jì)案數(shù)量的“水漲船高”，這也是IC設(shè)計(jì)廠擴(kuò)大下單掩膜版廠商的原因，他們需要購(gòu)買新的掩膜板并供應(yīng)給代工廠。

芯片設(shè)計(jì)廠瘋狂下單，但掩膜版廠已有產(chǎn)能有限，擴(kuò)產(chǎn)也需要時(shí)間，短期內(nèi)又不會(huì)出現(xiàn)新的產(chǎn)線，這也加劇了緊張的供需關(guān)系。


03掩膜版巨頭的增產(chǎn)投資

雖然過(guò)去掩膜版廠商對(duì)于擴(kuò)產(chǎn)十分謹(jǐn)慎，但在當(dāng)前這個(gè)行業(yè)情勢(shì)下，巨頭們也是大動(dòng)作頻頻，比如最近的臺(tái)灣光罩，臺(tái)灣光罩是全球第六大掩膜版制造商，最新財(cái)報(bào)顯示，臺(tái)灣光罩第三季合并營(yíng)收達(dá)20.68億元，年增28%；第三季營(yíng)業(yè)毛利5.42億元，年增48%；第三季營(yíng)業(yè)凈利3.05億元，年增89%。

為解決掩膜版產(chǎn)能持續(xù)吃緊，搶先取得關(guān)鍵產(chǎn)能，爭(zhēng)取設(shè)備交機(jī)時(shí)效，臺(tái)灣光罩決定逆勢(shì)追加4.6億元資本支出，用于訂購(gòu)KLA半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備，預(yù)計(jì)于今年12月裝機(jī)，并于明年第一季創(chuàng)造營(yíng)收，預(yù)估營(yíng)收將持續(xù)二位數(shù)成長(zhǎng)。此前，臺(tái)灣光罩主要供應(yīng)給6英寸/8英寸晶圓代工廠，2019年開(kāi)始更進(jìn)一步跨足12英寸晶圓掩膜版市場(chǎng)，法人估計(jì)今年臺(tái)灣光罩掩膜版12英寸業(yè)務(wù)占比將從2021年的21%提升至30%。不僅如此，臺(tái)灣光罩40nm也預(yù)計(jì)于2022年導(dǎo)入量產(chǎn)，28nm則估計(jì)在2023年上半年導(dǎo)入量產(chǎn)，90／65nm等制程產(chǎn)品已量產(chǎn)。

早在今年3月初，臺(tái)灣光罩就召開(kāi)董事會(huì)現(xiàn)金增資發(fā)行新股事宜，預(yù)計(jì)規(guī)劃兩年內(nèi)透過(guò)現(xiàn)金增資募集新臺(tái)幣60億元，以支應(yīng)興建廠房與購(gòu)置機(jī)器設(shè)備，作為中長(zhǎng)期產(chǎn)能升級(jí)計(jì)劃所需資金，該計(jì)劃完成后預(yù)計(jì)將增加20%產(chǎn)能，并可支持到40nm的半導(dǎo)體制程所需的掩膜版。當(dāng)時(shí)消息顯示，除了在現(xiàn)有廠區(qū)擴(kuò)產(chǎn)之外，臺(tái)灣光罩也將在苗栗銅鑼園區(qū)投資建新廠。在今年1月初，臺(tái)灣光罩還曾宣布將投資35.57億元，主要是用在擴(kuò)充產(chǎn)能與建廠的資本支出。

掩膜版作為芯片制造的關(guān)鍵材料，半導(dǎo)體材料大國(guó)日本的實(shí)力自然不容小覷，擁有SKE、豪雅(HOYA)、日本DNP印刷公司（大日本印刷）、日本凸版印刷株式會(huì)社（Toppan Printing）等多家巨頭企業(yè)。今年8月，日經(jīng)新聞報(bào)道稱，因看好半導(dǎo)體中長(zhǎng)期旺盛需求，日本半導(dǎo)體材料大廠凸版印刷將通過(guò)子公司“Toppan Photomask”在2023年度之前投資約200億日元（約合人民幣10.13億元），擴(kuò)大在日本及中國(guó)臺(tái)灣工廠的掩膜版產(chǎn)能。

Toppan Photomask是凸版印刷于今年4月剝離其光掩膜業(yè)務(wù)而成立的子公司，目的是為了更容易從外部籌集投資資金，據(jù)悉，Toppan Photomask將增設(shè)使用于5-10nm邏輯芯片、10nm等級(jí)DRAM等先進(jìn)產(chǎn)品的掩膜版產(chǎn)線，先進(jìn)制程產(chǎn)品的掩膜版產(chǎn)能較2020年度相比提高約2成。凸版印刷指出，短期內(nèi)出現(xiàn)過(guò)剩情況消解的動(dòng)向不奇怪，但中長(zhǎng)期來(lái)看需求將成長(zhǎng)。

除此之外，日經(jīng)新聞2月報(bào)道稱，DNP將在2023年度之前向設(shè)在日本、中國(guó)大陸和臺(tái)灣的生產(chǎn)工廠投資近100億日元來(lái)增加生產(chǎn)線。據(jù)了解，DNP在中國(guó)臺(tái)灣、中國(guó)大陸和意大利與當(dāng)?shù)仄髽I(yè)建立了合資公司，今后將通過(guò)增資等方式提高產(chǎn)能，構(gòu)建可根據(jù)供求情況在短期內(nèi)交貨的生產(chǎn)體制。DNP表示，車載和傳感器等通用性較高的中端產(chǎn)品所用的光掩膜處于短缺狀態(tài)，因此決定增產(chǎn)。

值得一提的是，就在11月10日，DSP宣布將投資200億日元，在福岡縣北九州市的黑崎工廠新建大型金屬掩膜生產(chǎn)線，預(yù)計(jì)2024年上半年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，雖然該產(chǎn)線主要是用于制造OLED顯示器所需的掩膜版，而非芯片制造所需，但從一定程度上也反映出無(wú)論顯示還是芯片，對(duì)掩膜版的需求都十分旺盛。

04緊追其后的國(guó)產(chǎn)廠商

受到掩膜版整體市場(chǎng)景氣度的提升，我國(guó)兩大掩膜制造商近期的股價(jià)也逆勢(shì)增長(zhǎng)，11月10日，路維光電漲逾10%，清溢光電漲超7%，而兩家的財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)更是喜氣洋洋。其中，龍頭廠商路維光電第三季度單季營(yíng)業(yè)收入1.99億元，同比增長(zhǎng)31.21%，歸母凈利潤(rùn)為3905.37萬(wàn)元，同比增長(zhǎng)104.74%；清溢光電三季度營(yíng)業(yè)總收入2.06億元，同比上升28.95%，本季度歸母凈利潤(rùn)3015.41萬(wàn)元，同比上升193.82%。

雖然凈利潤(rùn)增幅直線飆升，但需要注意的是，兩家巨頭的大頭業(yè)務(wù)都在平板顯示領(lǐng)域，半導(dǎo)體芯片業(yè)務(wù)占比皆不足兩成（路維光電2021年半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域占比19.68%，清溢光電2021年半導(dǎo)體芯片占比16.68%），不過(guò)好在隨著下游晶圓廠的話語(yǔ)權(quán)不斷增加，國(guó)產(chǎn)替代節(jié)奏有望提速，國(guó)內(nèi)掩膜版廠商能力也在不斷成長(zhǎng)。

路維光電在今年IPO中擬募資4.05億元，主要用于高精度半導(dǎo)體掩膜版與大尺寸平板顯示掩膜版擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目等。路維光電表示，募投項(xiàng)目會(huì)進(jìn)一步將半導(dǎo)體掩膜版量產(chǎn)能力提升至130nm制程節(jié)點(diǎn)，并立足于自主研發(fā)、突破半導(dǎo)體掩膜版制造中的精度控制、缺陷控制等關(guān)鍵技術(shù)，將半導(dǎo)體掩膜版制作技術(shù)進(jìn)一步推進(jìn)至110nm/90nm/65nm等制程節(jié)點(diǎn)。據(jù)悉，路維光電已實(shí)現(xiàn)250nm制程節(jié)點(diǎn)半導(dǎo)體掩膜版的量產(chǎn)，掌握180nm/150nm制程節(jié)點(diǎn)半導(dǎo)體掩膜版制造核心技術(shù)能力。

清溢光電也在加快半導(dǎo)體芯片掩膜版布局，目前已實(shí)現(xiàn)250nm工藝節(jié)點(diǎn)的6英寸和8英寸半導(dǎo)體芯片用掩膜版的量產(chǎn)，正在推進(jìn)180nm半導(dǎo)體芯片用掩膜版的客戶測(cè)試認(rèn)證，同步開(kāi)展130nm-65nm半導(dǎo)體芯片用掩膜版的工藝研發(fā)和28nm半導(dǎo)體芯片所需的掩膜版工藝開(kāi)發(fā)規(guī)劃。

此外，為了進(jìn)一步滿足產(chǎn)能，清溢光電也在積極引進(jìn)所需設(shè)備，深圳工廠新引進(jìn)的半導(dǎo)體芯片用掩膜版光刻機(jī)及配套設(shè)備已投產(chǎn)，提升半導(dǎo)體芯片和 MicroLED 顯示、硅基半導(dǎo)體顯示用掩膜版等產(chǎn)品的產(chǎn)能。從清溢光電去年財(cái)報(bào)數(shù)據(jù)來(lái)看，半導(dǎo)體芯片領(lǐng)域已經(jīng)成為發(fā)展最快的業(yè)務(wù)，增速高達(dá) 39.42%，有望成為新的增量業(yè)務(wù)。

國(guó)內(nèi)廠商在發(fā)力的同時(shí)，半導(dǎo)體大佬也在積極建設(shè)掩膜版廠。“中國(guó)半導(dǎo)體之父” 張汝京深度參與的青島芯恩項(xiàng)目就自建了光罩廠，2021年8月，青島芯恩正式宣布8英寸廠投片成功，投片產(chǎn)品為功率芯片，良率達(dá)90%以上，光罩廠也于同期完成了產(chǎn)品交付。而就在今年8月，張汝京主導(dǎo)的光罩材料產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目簽約落戶浙江嘉興，項(xiàng)目總投資30億元，首期投資11億元，主要從事光罩材料產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)制造。



掩模版發(fā)展趨勢(shì)

總體來(lái)說(shuō)，中國(guó)掩膜版廠商產(chǎn)品整體偏中低端，中國(guó)大陸?yīng)毩⒌谌桨雽?dǎo)體掩膜版廠商的技術(shù)能力主要集中在100nm 節(jié)點(diǎn)以上的晶圓制造用掩膜版以及IC 封裝/IC器件掩膜版，與國(guó)際領(lǐng)先企業(yè)有著較為明顯的差距。

按經(jīng)營(yíng)模式可分為3 類：第一類是科研院所，包括中科院半導(dǎo)體所、微電子所、中電科13/55/47所等；第二類是獨(dú)立的掩膜版制造廠商，主要有清溢光電、路維光電、中國(guó)臺(tái)灣光罩等；第三類是晶圓廠自己配套生產(chǎn)掩膜版，主要有中芯國(guó)際、華潤(rùn)微（迪思微）等。



發(fā)展趨勢(shì)：

1、精細(xì)化

2、大型化

3、掩膜版廠商向上游產(chǎn)業(yè)鏈延伸：掩膜版的主要原材料為掩膜版基板，為了降低原材料采購(gòu)成本，控制終端產(chǎn)品質(zhì)量，掩膜版廠商已經(jīng)開(kāi)始陸續(xù)向上游產(chǎn)業(yè)鏈延伸，HOYA、LG-IT等部分企業(yè)已經(jīng)具備了研磨/拋光、鍍鉻、光阻涂布等掩膜版全產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)能力，路維光電和清溢光電則在光阻涂布方面實(shí)現(xiàn)了突破。未來(lái)掩膜版行業(yè)內(nèi)具有一定實(shí)力的企業(yè)，將逐步向上游產(chǎn)業(yè)鏈拓展。