掩膜版作用、制造工艺、市场规模、竞争格局及逆周期性分析

光刻环节的底片。

1. 掩膜版简介

掩膜版又称光罩、光掩膜、光刻掩膜版，是微电子制造领域中光刻工艺中所使用 的图形母版。掩膜版的作用是将设计者的电路图形通过曝光的方式转移到下游行 业的基板或晶圆上，从而实现批量化生产，是承载图形设计和工艺技术等知识产 权信息的载体。作为光刻复制图形的基准和蓝本，掩膜版是连接工业设计和工艺 制造的关键，掩膜版的精度和质量水平会直接影响最终下游制品的优品率。

掩膜版的功能类似于传统照相机的“底片”，曝光光源照 射在掩膜版上面，通过曝光等工艺后，下游制程材料可以大批量得到将图形设计 及工艺技术信息“复印”后的材料。

掩膜版主要由基板、遮光层和保护膜组成，其中基板占直接原材料成本比重达 90%。根据基板材质的不同，掩膜版产品主要可分为石英掩膜版、苏打掩膜版、 凸版和菲林。

根据下游应用行业的不同，掩膜版产品可以分为平板显示掩膜版、半导体掩膜版、 触控掩膜版和电路板掩膜版。相较而言，半导体掩膜版在最小线宽、CD 精度、位 置精度等重要参数方面，均显著高于平板显示、PCB 等领域掩膜版产品。

2. 掩膜版制造工艺

掩膜版的制造工艺复杂，主要为涂胶、图形转换、图形光刻、蚀刻、光学检查、 缺陷修补等 13 步步骤。其中，涂胶部分的光刻胶进口依赖程度高，国产化替代亟 待解决。图形光刻是掩膜版制造的最重要环节，依赖于精密度超高的光刻机，一 机难求。光刻需要先对掩膜基板涂胶，后利用光刻机进行表面曝光，以 130nm 为 分界线，130nm 以上的光刻设备采用激光直写设备，但随着掩膜版的线宽线距越 来越小，曝光过程中就会出现严重的衍射现象，导致曝光图形边缘分辨率较低， 图形失真，因此 130nm 及以下制程需采用电子束光刻完成。缺陷修补是对丢失的 细微铬膜进行沉积补正以及对多余的铬膜进行激光切除，修补机也依赖于进口。

3. 掩膜版行业市场规模仅次于硅片、气体赛道

从半导体材料市场占比细分来看，掩膜版已经成为继硅片后第三大半导体材料， 2022 年半导体材料市场规模占比 13%，略低于气体 14%占比。按照掩膜版下游 需求行业结构来看，掩膜版市场主要可分为平板显示掩膜版市场、半导体掩膜版 市场和其它。根据华经产业研究院，2022 年半导体掩膜版占比 60%，平板显示掩 膜版占比 28%，平板显示掩膜版可以分为 LCD 和 OLED，分别占比 23%、5%， 其他占比 12%。

2022 年全球半导体掩膜版市场规模达到 49 亿美元，其中成熟制程占比 87%。全 球范围来看，半导体掩膜版市场规模近年来稳步增长，2018-2022 年，全球半导体 掩膜版市场规模由 40.41 亿美元增长至 49.00 亿美元，复合增长率达 4.9%。按制程来看，2022 年全球半导体掩膜版出货结构主要集中在 28nm 以上成熟制程领域， 2022 年 130nm 以上成熟制程占据主要市场份额，出货量占比 54%，28-90nm 占比 33%，28nm 以下先进制程出货量占比仅为 13%。

平板显示掩膜版需求的提升表现在掩膜版种类和数量两方面。平板显示行业长期 发展呈现出像素高精度化、尺寸大型化、竞争白热化、转移加速化、产品定制化 等特点，受益于电视平均尺寸增加，大屏手机、车载显示和公共显示等需求的拉 动，中国大陆平板显示行业的快速增长带动了平板显示掩膜版持续向高世代、高 精度方向发展。近年来全球液晶面板市场产量和需求量迅猛增长，全球液晶面板 市场规模近几年一直保持在 1000 多亿美元大关，市场规模庞大，且面板尺寸不断 创新，对掩膜版的产品种类和数量需求带来了很大的提升。 根据 Omdia 分析，中国大陆平板显示掩膜版需求占全球比重不断提升，从 2017 年的 32%上升到 2022 年的 51%，预计到 2025 年，中国大陆平板显示行业掩膜版 需求全球占比将达到 58%。全球平板显示掩膜版市场规模将从 2022 年的 61 亿元 增长至 2025 年的 65 亿元。由此估算，中国大陆平板显示掩膜版市场规模有望从 2022 年的 31.11 亿元增长至 2025 年的 37.05 亿元。

4.国内外行业竞争格局

从掩膜版发展来看，掩膜版诞生至今有 70 多年历史，技术演变节奏较慢，目前正 处于第五代掩膜版时期，已经保持了近 50 多年，且较长时间内会继续保持。第二 代掩膜版在二十世纪 50 年代末 60 年代初诞生，主要为菲林掩膜版，而今仍在部 分行业使用。从目前可预知的替代品情况来看，现阶段无掩膜技术无法满足对图 形精度要求高以及对其生产效率有要求的行业运用，故掩膜版行业现阶段技术更 迭仍然较慢，第五代掩膜版仍有较长的应用时间。

掩膜版市场份额占比最高的主要为半导体掩膜版和平板显示掩膜版两大类。 在全球半导体掩膜版市场当中，2019 年晶圆厂自行配套的掩膜版工厂规模占比为 65%，独立的第三方掩膜版厂商规模占比仅为 35%。其中，独立第三方掩膜版厂 商主要以美国 Photronics、日本 Toppan、日本 DNP 三者为主，占比八成以上，其 余包括日本 HOYA、日本 SKE 电子和中国台湾光罩等。 半导体掩膜版具有较高的进入门槛，对技术研发和生产工艺控制水平的要求较高， 国内半导体掩膜版厂商还处于追赶阶段，整体技术相对落后，市场规模占比低。国内上市公司主要有清溢光电、路维光电、冠石科技，此外，龙图光罩已通过 IPO 复批，非上市公司有中微掩膜、华润迪思微、广州新锐等。

平板显示掩膜版方面，美日韩占据垄断地位，竞争格局较为集中。Omdia 统计， 2021 年全球平板显示掩膜版厂商排名前五分别是 Photronics、SKE、HOYA、LGIT 和清溢光电，全球销售额占比达 88%，厂商集中度高。 国内平板显示掩膜版近几年发展迅速。2020 年到 2022 年清溢光电平板显示掩膜 版营业收入分别为 3.39、3.71、5.83 亿元，2021 年和 2022 年同比增速为 9.38%、 57.03%。路维光电 2020 年和 2021 年平板显示掩膜版营业收入分别为 2.49、3.55 亿元，2021 年同比增速 42.57%。路维光电打破国外 G11 高世代线掩膜版技术垄 断，成为全球第五家具备 G2.5-G11 全世代掩膜版生产能力的厂家，2021 年 G11 掩膜版全球市占率达到了 19.21%。

国产掩膜版存在较大供给缺口，国产替代有望加速发展。目前，中国半导体掩膜 版的国产化率仅 10%左右，高端掩膜版国产化率仅有 3%。平板显示掩膜版国产 化率约在 20%，国内平板显示掩膜版有望凭借其价格优势和更快的交付速度快速 实现国产替代，整体来看，大陆掩膜版的发展滞后于平板显示投资的增长，特别在 AMOLED/LTPS 高精度掩膜版上国产化率不足，仍严重依赖进口，国产替代的 空间巨大。

5. 掩膜版具备逆周期性

掩膜版的逆周期性主要表现在两个方面。第一，当半导体处于下行周期，晶圆制 造厂商的产能利用率不足时，为了提升产能利用率，晶圆制造厂商会向众多的中 小芯片公司提供晶圆代工服务，从而生产的半导体产品类型亦会增多，相应第三 方掩膜版厂商的掩膜版需求量上升；第二，当下游需求低迷时，空出的产能促进 新芯片设定方案的加快，半导体产能芯片设计公司将通过设计新产品刺激市场， 提升销量，新产品也会带来对掩膜版的增量需求。类似于机械制造业的模具，掩 膜版产品需求主要依赖下游行业的产品创新，跟下游产品的销量和价格没有直接 联系。因此，随着我国半导体芯片行业的国产替代推进，芯片公司将会不断推出 新的产品型号，对于掩膜版的产品需求不断增加。

2023 年为半导体芯片行业的下行周期，相关公司业绩在收入端和利润端普遍出现 下滑，然而掩膜版公司业绩取得了显著的正增长，表现出逆周期性。根据 Wind 数 据显示，已经披露的 2023 年度和前三季度营业收入方面：半导体芯片龙头公司台 积电全年同比下降 4.51%，中芯国际前三季度同比下降 12.35%；然而，第三方独 立掩膜版龙头福尼克斯全年同比上升 8.19%，清溢光电前三季度同比上升 21.97%。 净利润方面：台积电全年同比下降 17.34%，中芯国际前三季度同比下降 58.70%； 然而，掩膜版龙头福尼克斯全年同比上升 5.64%，清溢光电、路维光电前三季度 同比上升 36.87%、37.38%。