国产|国产化率还不到10%!一文看懂国产半导体材料( 六 )


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晶圆上,从而实现批量化生产 。
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芯片产品的优品率 。
以晶圆制造为例,其制造过程需要经过多次曝光工艺,利用掩膜版的曝光掩蔽作用,在半导体晶圆表面形成栅极、源漏极、掺杂窗口、电极接触孔等 。
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光掩膜制作对环境要求十分苛刻:
1.要保证恒温恒湿环境:温度保持 23±0.5℃(10 级净化房),23±0.3℃(1 级净化房),湿度保持 50±5%RH;
2.要保证高净化空间:大多数区域要求 10 级净化,局部区域要求 1 级净化(每立方英尺的空间内,直径大于 0.5 微米的尘埃颗粒数不能超过 1 个) 。
在半导体制造产业链中,掩膜版位于中游 。
掩膜版的主要原材料包括掩膜基板、光学膜、化学试剂以及包装盒等辅助材料,掩膜版主要应用于平板显示、半导体、触控和电路板的制造过程 。
平板显示、半导体等中游电子元器件厂商的终端应用主要包括消费电子(电视、手机、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备)、家用电器、车载电子、网络通信、LED 照明、物联网、医疗电子以及工控等领域 。
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光掩膜生产工艺流程主要包括 CAM 图档处理、光阻涂布、激光光刻、显影、蚀刻、脱膜、清洗、宏观检查、自动光学检查、精度测量、缺陷处理、贴光学膜等环节 。
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1、全球掩模版市场稳步提升,半导体用光掩膜版增长迅猛
全球半导体掩膜版市场保持高速发展的态势 。
根据 SEMI 数据,自 2012 年起,在经过连续七年的增长后,2019 年全球半导体掩膜版市场规模达到 41 亿美元;SEMI预计未来全球半导体掩膜版市场将保持稳健增长的态势,2021 年市场规模将超过44 亿美元 。
分地区来看,随着国内半导体产业占全球比重的逐步提升,国内半导体掩膜版市场规模也逐步扩大;根据 SEMI 数据,2019 年国内半导体掩膜版市场规模 1.44 亿美元,预计 2021 年将达到 1.95 亿美元(CAGR: 16.32%) 。
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半导体掩膜版的技术更新主要体现在图形尺寸、精度及制造技术等方面 。
半导体技术节点由 130nm、100nm、90nm、65nm 等逐步发展到 28nm、14nm、7nm、5nm 等;半导体掩膜版也从激光直写光刻、湿法制程、光学检测等逐步发展为电子束光刻、干法制程、电子显微检测 。
同时,相移掩膜技术(PSM)、邻近光学效应修正(OPC)技术等也越来越多的应用于先进制程半导体掩膜版制造领域 。
2020 年半导体光掩膜版需求首次超越 FPD 光掩膜版需求量 。
根据智研咨询数据,从光掩膜版需求量来看,IC 用光掩膜玻璃基板需求从 2015 年的 2.9 万平方米增长到 2020 年的 5.6 万平方米,FPD 光掩膜玻璃基板需求从 2015 年的 4.1 万平方米增长到 2020 年的 5.3 万平方米,IC 用光掩膜版首次超越 FPD(平板显示)光掩膜版需求量 。
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