【新材料系列七】光掩模版的瓶颈在于石英基板
掩膜版在微电子制造工艺中的核心地位不言而喻,它如同传统摄影的底片,通过光刻工艺将预先设计好的电路图案复制到芯片或显示面板上,实现大规模生产。半导体和显示面板行业对掩膜版的需求是巨大的,预计2022年两者市场规模分别将达到346亿元和63亿元。在半导体领域,随着线宽工艺的不断提升,单个芯片所需的掩膜版数量增加,加上全球半导体产能向中国的转移,国内半导体掩膜版行业将迎来高速发展的机遇。显示面板行业则受显示精度提高、面板尺寸大型化以及产能转移影响,对平板显示掩膜版的需求也将持续增长。
掩膜版的制作主要依赖于基板和遮光膜,其中基板占据了原材料成本的90%以上,石英基板因其出色的化学稳定性、硬度、热膨胀系数和透光率,成为高精密产品生产的首选材料,主要由熔融和合成工艺制成。然而,石英基板是整个产业链的关键瓶颈。
目前,半导体掩膜版市场由美日韩的几家大公司主导,如福尼克斯、大日本印刷和日本凸版印刷等,它们合计占据了超过80%的市场份额。而在显示面板掩膜版领域,日本SK-Electronics、日本豪雅、韩国LG-IT、福尼克斯和日本DNP等公司共同占据了90%的市场份额。
在石英掩膜版基板领域,高端市场仍被日韩企业垄断,但国内也开始积极推进国产替代。例如,菲利华已经具备生产G8.5石英掩膜版基板的生产线,并在集成电路领域取得突破,已获得半导体设备巨头的认证。
掩膜版行业的主要挑战在于上游石英基板的生产和制造。全球市场空间约为400亿元,石英基板主要由合成石英玻璃制成,生产集中在少数跨国公司。中游的掩膜版制造技术门槛高,目前主要依赖进口。下游应用主要分布在集成电路和显示面板两大领域。
石英基板的竞争格局表现为日韩企业的垄断地位。东曹石英等公司能够提供G10 LCD掩膜版基板,显示出他们在技术和市场份额上的领先地位。相比之下,国内企业在掩膜版基板领域的起步相对较晚,但随着技术研发和国产化进程的加速,有望逐步打破国际垄断,提升国内掩膜版产业的整体竞争力。