掩膜版又稱光罩、光掩膜，是光刻工藝中的關(guān)鍵耗材，從應(yīng)用角度看，主要分為半導體掩膜版和平板顯示掩膜版。隨著全球顯示產(chǎn)業(yè)進一步向中國轉(zhuǎn)移，以及在高世代、高精度市場需求的帶動下，2025年中國平板顯示掩膜版市場規(guī)模全球占比有望超過60%。不過業(yè)內(nèi)人士強調(diào)，盡管我國掩模版行業(yè)發(fā)展速度很快，但還是存在產(chǎn)業(yè)鏈斷層的情況，關(guān)鍵原材料和設(shè)備仍被掣肘。

國內(nèi)廠商加速追趕

掩膜版被形象地比喻成“相機底片”。這片薄薄的材料可以根據(jù)要求刻畫出不同的鏤空圖案，在面板生產(chǎn)時，通過光照在襯底上留下它的“分身”，就像“拍照”一樣。作為母版的掩膜版是決定面板精細化程度的關(guān)鍵。

在平板顯示領(lǐng)域，掩膜版屬于高消耗材料。深圳清溢光電股份有限公司總經(jīng)理吳克強在接受《中國電子報》記者采訪時指出，以TFT-LCD制造為例，利用掩膜版的曝光掩蔽作用，將設(shè)計好的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，在此過程中至少需要10片掩膜版。而對于像素排列更為復雜的Mini/Micro LED和OLED來說，其所使用的掩膜版數(shù)量更多，大概需要17到24片。

圖為：全球平板顯示掩膜版市場規(guī)模（百萬元）

數(shù)據(jù)來源：Omdia，中泰證券研究所

隨著新型顯示技術(shù)的快速發(fā)展，掩膜版的需求也隨之增加。根據(jù)Omidia數(shù)據(jù)，2022年全球平板顯示掩膜版市場規(guī)模已經(jīng)增長至52.1億元。

受益于LCD產(chǎn)業(yè)向我國持續(xù)轉(zhuǎn)移以及國內(nèi)在建產(chǎn)能釋放，中國（不包括中國臺灣地區(qū)）平板顯示掩膜版市場規(guī)模已經(jīng)超過了韓國成為全球第一。根據(jù)群智咨詢數(shù)據(jù)，2022年中國平板顯示掩膜版市場規(guī)模全球占比達到58%，預(yù)計2025年將超過60%。

我國巨大的市場需求為國內(nèi)掩膜版廠商提供了肥沃的成長土壤。但是從供給端來看，國內(nèi)掩膜版廠商的供給能力與國外廠商相比仍存在較大差距。目前，四家頭部掩膜版企業(yè)——Photronics福尼克斯、SKE、HOYA以及LG-IT的平板顯示掩膜版銷售額合計占全球的近80%。而中國廠商只有清溢光電和路維光電在全球供應(yīng)端占據(jù)了一席之地，合計銷售額占比約為14.6%。

為滿足掩膜版產(chǎn)業(yè)需求，從2022年開始，我國陸續(xù)有新企業(yè)和新產(chǎn)線涌現(xiàn)。

2022年8月，路維光電在正式登陸上交所科創(chuàng)板時宣布募資4.05億元用于高精度半導體掩膜版與大尺寸平板顯示掩膜版擴產(chǎn)項目。

路維光電董事長、總經(jīng)理杜武兵在接受《中國電子報》采訪時透露：“未來三至五年內(nèi)，路維光電將加快相關(guān)布局，擴大高世代TFT-LCD掩膜版、高精度AMOLED掩膜版的生產(chǎn)規(guī)模及市場占有率；同時，公司計劃投資20億元在蘇州建設(shè)半導體掩膜版產(chǎn)線項目，持續(xù)提升半導體掩膜版產(chǎn)品精度和豐富產(chǎn)品種類。”

2023年4月，由京東方全資子公司北京京東方視訊科技和豪雅株式會社共同持股，總投資超20億元的重慶邁特光電光掩膜版項目開工，計劃2024年第四季度開始量產(chǎn)。

近日，清溢光電發(fā)布公告稱，擬投資14億元投入高精度掩膜版和高端半導體掩膜版生產(chǎn)基地建設(shè)。公告顯示，其中高精度掩膜版生產(chǎn)基地建設(shè)項目一期主要生產(chǎn)8.6代及以下，應(yīng)用于a-Si、LTPS、LTPO、AMOLED、MicroLED等平板顯示的高精度掩膜版產(chǎn)品。

掩膜版邁向大尺寸、高精度

中國電子材料行業(yè)協(xié)會常務(wù)副秘書長魯瑾在接受《中國電子報》記者采訪時指出，平板顯示掩模版屬于定制化產(chǎn)品，不同下游領(lǐng)域的不同客戶對于產(chǎn)品的尺寸、精度要求均有不同。

隨著平板顯示產(chǎn)業(yè)的對于大尺寸和高精度的掩膜版的需求不斷增強。“大尺寸”和“高精度”已經(jīng)成為我國平板顯示掩膜版產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向。

當前，大尺寸屏幕需求引領(lǐng)全球平板顯示產(chǎn)業(yè)向8+代線和10+代線邁進，由此成為掩膜版產(chǎn)業(yè)升級的主要驅(qū)動力。

根據(jù)Omdia分析數(shù)據(jù)，預(yù)計2025年全球G8.6及以下平板顯示掩膜版銷售收入預(yù)計約49.3億元；G10平板顯示掩膜版銷售收入預(yù)計約6.54億元。

據(jù)悉，平板顯示掩膜版的尺寸取決于顯示產(chǎn)品世代線，不同世代線的尺寸不一樣，從G2.5到G11的平板顯示掩膜版尺寸跨度可以從300mm跨越到1780mm，且產(chǎn)品尺寸越大，其圖形精度的均一性以及圖形缺陷導致的宏觀視覺不良等管控難點越明顯。

目前，我國掩膜版廠商已經(jīng)攻克諸多難點，實現(xiàn)大尺寸平板顯示掩膜版的量產(chǎn)。其中，清溢光電已實現(xiàn)8.6代高精度平板顯示掩膜版的量產(chǎn)；路維光電已經(jīng)擁有G11代平板顯示掩膜版產(chǎn)品生產(chǎn)線；合肥豐創(chuàng)光罩擁有10.5代平板顯示掩膜版項目。

圖為路維光電G11平板顯示掩膜版產(chǎn)品

此外，近年來，屏幕顯示精度的不斷提高、平板顯示技術(shù)的更新迭代以及高分辨率終端顯示產(chǎn)品的不斷滲透都在推動平板顯示掩膜版朝著更高精度發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品的精細化程度已經(jīng)能夠滿足業(yè)內(nèi)所需。

據(jù)吳克強介紹，目前，清溢光電的6代AMOLED高精度掩膜版的最小線寬尺寸為1.5μm，線寬精度為0.08μm，位置精度0.2μm，缺陷精度0.5μm。

而不同顯示技術(shù)對于掩膜版的圖形設(shè)計和精度要求不盡相同，由此也帶動了掩膜版廠商生產(chǎn)能力的提升。

杜武兵向《中國電子報》記者介紹說，傳統(tǒng)TFT-LCD（包含Mini-LED背光技術(shù)）像素陣列設(shè)計相對簡單，最小特征尺寸基本在2～3微米，而其彩色濾光片圖形尺寸基本在5微米以上。AMOLED陣列設(shè)計更為復雜，像素密度遠高于傳統(tǒng)LCD，相對來說其精度及缺陷管控難度更高。而能用在近眼顯示（VR/AR）的硅基OLED（Micro OLED）的線路圖形則在亞微米級別。因此，隨著顯示技術(shù)的不斷發(fā)展，作為上游材料供應(yīng)商，必須不斷提升技術(shù)水平，以適應(yīng)平板顯示對掩膜版的曝光分辨率（最小線寬線縫）、圖形精度均勻性、缺陷控制等相關(guān)環(huán)節(jié)的更高技術(shù)要求。

吳克強指出，我國掩膜版產(chǎn)業(yè)經(jīng)過數(shù)年積累，無論是技術(shù)水平、生產(chǎn)能力，還是產(chǎn)品種類都取得了明顯進步，行業(yè)不斷涌現(xiàn)出可以適配新型顯示技術(shù)的掩膜版產(chǎn)品和工藝。例如，LTPS掩膜版、OLED FMM（高精細金屬掩膜版）、Mini/MicroLED掩膜版、3D厚膠生產(chǎn)技術(shù)、4K/8K高分辨率顯示屏掩膜版，以及平板顯示用半透膜（HTM）、PSM等先進的掩膜版工藝。

圖為路維光電掩膜版生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場

關(guān)鍵原材料和設(shè)備仍存短板

業(yè)內(nèi)人士強調(diào)，盡管我國平板顯示掩模版行業(yè)發(fā)展速度很快，但還是存在產(chǎn)業(yè)鏈斷層的情況。例如，關(guān)鍵主要原材料：石英基板材料（尤其是中大型尺寸石英基板）、遮光膜等仍然依賴進口，這就意味著，即使我國掩模版企業(yè)從海外巨頭手中搶得訂單，卻仍然受國外材料廠商的掣肘。

掩模版的上游材料是經(jīng)過加工后的合成石英板，實際上我國并不缺少合成石英產(chǎn)能，但在掩膜基材出廠后，還需要經(jīng)過研磨、拋光、鍍鉻、光阻涂布等幾個精加工環(huán)節(jié)，只有經(jīng)過加工后的精掩膜基板才可以交付給掩模版生產(chǎn)廠商。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，此前，全球具備掩膜基板精加工的企業(yè)有日本HOYA和韓國LG-IT兩家公司，其他公司是不具備掩膜和鍍鉻等加工能力的，這迫使掩模版生產(chǎn)廠商只能進口精加工后的基板。

魯瑾指出，為降低原材料采購成本，保障終端產(chǎn)品質(zhì)量，國內(nèi)掩膜版行業(yè)企業(yè)開始向上游延伸。目前，國內(nèi)掩膜版企業(yè)已具備一定從研磨、拋光、鍍鉻、涂膠等的生產(chǎn)能力，這不僅可以有效降低原材料的采購成本，而且能夠有效提升掩膜版產(chǎn)品質(zhì)量。

杜武兵指出，路維光電正積極探索掩膜版上游材料領(lǐng)域，目前已實現(xiàn)了國內(nèi)掩膜版行業(yè)在高精度、大尺寸光阻涂布技術(shù)上零的突破，這標志著國內(nèi)掩膜版企業(yè)已開始對產(chǎn)業(yè)鏈上游技術(shù)逐步延伸，一定程度上縮小了與國外領(lǐng)先企業(yè)的差距。

此外，關(guān)于生產(chǎn)平板顯示掩膜版的核心設(shè)備——光刻機的供應(yīng)情況，據(jù)吳克強介紹，目前，光刻機供應(yīng)商集中度較高，基本被瑞典Mycronic和德國海德堡儀器兩家公司所壟斷，國內(nèi)外掩膜版企業(yè)對兩家生產(chǎn)的設(shè)備依賴程度較高。

責任編輯：谷月