半导体芯片掩膜版市场规模及发展趋势
思瀚产业研究院 清溢光电    2024-08-12

1、半导体芯片掩膜版市场规模

在晶圆制造过程中，掩膜版为需求量第三大的晶圆制造材料，仅次于硅片和电子特气，市场规模占晶圆制造材料市场规模的比例约为 12%。具体而言，掩膜版主要用于晶圆制作的光刻环节。

光刻是半导体制造过程中的关键环节，是通过曝光工艺使晶圆表面的光刻胶上刻画出电路图形，并通过显影、刻蚀等工序流程，将电路图形最终转移到晶圆上的过程，其中，掩膜版是承载图形设计和工艺技术等知识产权信息的载体。

随着技术的发展，半导体芯片制程侧重于不断缩小晶体管线宽，追求产品的高运算速度，因此半导体芯片制程工艺节点不断推进，未来半导体芯片的制造工艺将进一步精细化工艺发展，这对与之配套的半导体芯片及封装掩膜版提出了更高要求，更高端的制程也带来更多的掩膜版数量需求。

根据 IC Knowledge 统计，台积电 130nm 制程节点所需掩膜版层数为 30 层，而 28nm 制程节点所需掩膜版层数则增加到约 50 层，14nm/10nm 所需层数则达到 60 层。

半导体芯片需求的增加是推动半导体芯片掩膜版市场增长的主要因素。在智能汽车、人工智能、存储器市场、物联网、5G 通信等领域快速发展的带动下，半导体芯片产业迎来新一轮的发展高潮，也因此增加了对掩膜版的需求。受益于半导体芯片市场规模的不断扩大及芯片制程的提升，全球半导体光掩膜版市场规模持续、稳定增长。根据 SEMI 数据，2022 年全球半导体光掩膜版市场规模约为 52.36 亿美元。

随着中国大陆半导体芯片制造的快速发展，中国大陆半导体芯片掩膜版市场规模出现快速增长的趋势。中国大陆半导体芯片在成熟制程生产线的投资布局将进一步加速中国半导体产业链的国产化进程，中国大陆半导体芯片、Chiplet 先进封装技术将继续加快变革。

根据中国电子协会官网，目前中国半导体掩膜版的国产化率为 10%左右，90%需要进口，高端掩膜版国产化率更是仅有 3%。随着未来中国大陆晶圆厂产能不断扩大，对掩膜版的需求将持续上升，该领域将有广阔的国产替代空间。

2、半导体芯片掩膜版发展趋势

（1）半导体芯片制程的提升对掩膜版线宽及精度提出更高要求

随着工艺技术进步和性能提升，半导体芯片的制程不断升级，目前境内主流制造工艺为 150nm、110nm、90nm、65nm、45nm、28nm 和 14nm 等节点工艺，未来半导体芯片的制造工艺将进一步精细化工艺发展，这对与之配套的半导体芯片及封装掩膜版提出了更高要求，对线缝精度的要求越来越高，为此，掩膜版厂商需要采取例如光学邻近校正（OPC）和相移掩膜（PSM）等一系列图形分辨率增强技术来应对，提高掩膜版的线宽及精度。

（2）掩膜版定制化程度随半导体特色工艺推进而提高

半导体特色工艺主要是指通过技术的多样性实现的产品性能及可靠性的半导体工艺路线，主要从器件结构与制造工艺入手，与追求缩小工艺节点的先进逻辑工艺相对应。半导体特色工艺目前主要应用于模拟和模数混合芯片领域，如MEMS，功率器件、电源管理和射频等差异化工艺平台，以及以 SiC 和 GaN 为代表的新一代化合物半导体工艺等。

由于特色工艺半导体定制化程度较高，并且通常集成多种功能，更加考验第三方掩膜版厂商的定制化服务能力，由此推动掩膜版厂商投入更多研发精力，储备更多核心技术，从而满足半导体特色工艺带来的掩膜版定制化需求。

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