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20231021_华安证券_半导体行业证券研究报告:掩模版光刻蓝本蓄力国产替代国内成长空间广阔_21页.pdf

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20231021_华安证券_半导体行业证券研究报告:掩模版光刻蓝本蓄力国产替代国内成长空间广阔_21页.pdf

敬请参阅末页重要声明及评级说明 证券研 究报告 掩模版:光刻 蓝本蓄力 国产 替代,国 内成 长 空间广 阔 半导体 行业研 究 深 度报 告 行业评 级:增持 报告日期:2023-10-21 行业指数与沪深 300 走势比较 分析师:陈耀波 执业证书 号:邮箱:主要观 点:掩模版是微电子制造 过程 中的图形转移母版,精度 和质量会直接影响下游制品的优品率 掩模版由 不透明 的遮光 薄膜 在透明基 板上形 成掩模 图形,用于选择 性地阻挡曝光、辐 照或物 质穿透,将设 计好的 芯片电 路图通 过曝光等 工艺转移至下游 行业的 基板或 晶圆 上,是 微电 子 制造 过程中 的 图形转移 工具或者母版。作为光 刻复 印图 形 的基准 和蓝 本,掩 模版 是 连接工 业设 计和工艺制 造的 关键,掩 模版 的 精度和 质量 水平 会直 接影 响最终 下游 制品的优品 率。掩模版属于定制化产 品,具备一定抗周期属性 掩模版属 于定制 化产品,不 同下游领 域的 不同 客户 对于 掩模版的 尺寸、精度要求 均有不 同。例如,当终端电 子产品 处于下 行周 期时,客户 会试图通过推 出新品 来刺激 消费 需求。而各 种新品 在研发 过 程中就需 要用到不同的掩 模版,因 此会在 一 定程度上 降低掩 模版由 于行 业下行带 来的需求下降影 响。产能转移与新兴技术 将共 同促进全球掩模版市 场规 模增长 半导体与 平板显 示是掩 模版 最大的两 块下游 应用。目 前 全球半导 体掩模版市场规 模约 亿美元。随 着制程和 产品复 杂度的 提升,下游产品 对于掩模版精 度的要 求也更 高,对于光罩 的层数 要求也 会提 升,从 而带动 全球掩模版 市场增 长。在面 板 市场,当前 全球市 场规模 约 亿元。面板市场中,由 于相比 对产品的 精度要 求更高,所以报价 也更高。因此,渗 透率的 提升 也有望促 进 掩模 版市场 规模 增长。国内市场对于三方掩 模版 厂商需求较大,国产 替代 空间广阔 面 板 厂 商 基 本 不 存 在 面 板 厂 自 行 配 套 掩 模 版 的 情 况。而 在 半 导 体 领 域中,部分头 部代 工厂具 备自 行配套掩 模版的 能力,但这 种情况主 要出现在 及以下的先进制 程 中。在国 内半导 体市场,仅 中芯国际、台积电(南京)等少 数企业 具备 掩模版生 产能力。因此,国 内市场对 于三方掩模版厂 商的需 求较大。目 前国内 半 导体光 掩膜版 的国 产化率约 为,高端光掩 膜版国 产化率 仅为,国产替 代空间 广阔。本土企业积极布局,均已 开始进行 针对半导体 130nm 以下制程节点的项目投资 本土企业已在面板领域与 以上制程节点实现量 产。而在半导体 以下制程节点 中,国 内三方掩 膜板厂 商尚未 实现 国产替代。年 月美国商务部 公布修 订后的 出 口管 理条例,将 及以下制程的掩膜 版纳入 了限制 清单;掩模 版承载 芯片设 计信息 和工艺技 术,国产替代需 求迫切,替代空 间 大确定性 强。年下半年 以来,国内 掩模版厂商先 后公告 先进制 程掩 模版产能 规划,推进 节点的研发和产能 建设,加速 核心材 料国产替 代 进程。我 们看好 相关企业 逐步实现技术节 点突破,实现 国产 替代和盈 利高增 速。-23%-11%0%11%22%33%10/22 1/23 4/23 7/23半导体 沪深300Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 2/21 证券研究报告 建议关注 路维 光电、清溢 光电等 风险提示 市场竞争 加剧风 险、重 资产 经营风险、主要 原材料 和设 备依赖进 风险、产品进展 不及 预 期风险。YWEVwPmRmPrQtNtQqNoRqRaQ8Q8OtRmMoMoNlOpOmMkPtRpMbRqRqOuOoOoQNZmRmMTable_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅末页重要声明及评级说明 3/21 证券研究报告 正文目录 1 掩 模版 为 电路 图 转移 模 板,技 术 演进 路 线明 确.5 掩模版 芯片电路图 转移 模板,光 刻工艺 关键材 料.5 基板与光学膜是掩 模版 的核心原 材料.7 掩模版技术演进 路 线明 确,半导 体相关 工艺尚 待突 破.9 2 半 导 体和 平 板显 示 新技 术、新 产 品带 来 需求 增 量.10 半导体和平板显示 为掩 模版下游 最大应 用场景.10 全球半导体掩模版 市场 规模约 亿美元,具备一 定抗周期 属性.11 平板显示掩模版受 益于 面板产能 转移,高世代 掩模 版需求不 断增加.13 3 竞 争格 局:国 内 企业 蓄 力技 术 突 破力 争 国产 替 代.15 4 国 内相 关 上市 公 司.17 路维光电.17 清溢光电.18 风 险 提 示:.20 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 4/21 证券研 究报告 图表目录 图表 投影式光刻 中掩模 版 应用原理 图.5 图表 半导体多层 光刻原 理 图.5 图表 掩模版关键 参数示 意 图.5 图表 掩模版的下 游应用 领 域的参数 特征.6 图表 掩模版制造 的工艺 流 程及光刻 环节示 意图.6 图表 掩模版基板 材料分 类.7 图表 掩模版原材 料进口 依 赖情况.8 图表 光刻机在成 都 路维 新 建掩模版 产线设 备采购 总成 本中占据 较大份 额.8 图表 后的 掩模 版提升 光刻工艺 精度.9 图表 光刻工艺的研 发需 制备新的 掩模版 进行修 正.9 图表 相移掩模 版()通过相 移层抵 消光干 涉现 象,提高 图形对 比度.10 图表 以下半导体掩模版需 突破、和电子束 光刻工 艺.10 图表 掩模版的分类 及下 游应用市 场.11 图表 年全球半导体 掩模版市 场规模 亿美元.11 图表 以上制程掩模版市场 规模占 比 左右.11 图表 营收同比增速 半导体市 场同比 增速.11 图表 晶圆表面多层 结构 的三维电 路图像.12 图表 技术实现每 个模块采 用不同 制程工 艺,带动成熟 制程掩 模版需 求.12 图表 年中国大陆平 板显示行 业掩膜 版需求 占全 球比重达.13 图表 掩模版世代随 面板 世代的发 展而演 进.13 图表 用 显示面 板 出货量快 速增长.14 图表 全球及中国平 板显 示掩模版 市场规 模.15 图表 海外三家巨头 占有 全球第三 方掩模 版市场 以上的市 场份额.15 图表 下半年 国内企 业先后公 告 节点掩模版 的研发 和产能 规划.16 图表 平板显示掩模 版美 日韩处于 垄断地 位.16 图表 国内企业实现 光阻 涂布技术 的突破.17 图表 路维光电发展 历程.17 图表 公司营收情况.18 图表 公司归母净利 润情 况.18 图表 公司间接持股 路芯 半导体.18 图表 清溢光电发展 历程.19 图表 公司营收情况.20 图表 公司归母净利 润同 情况.20 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 5/21 证券研 究报告 1 掩模版 为 电 路图 转 移 模 板,技术 演 进 路 线 明 确 1.1 掩模版:芯片电路图转 移模板,光刻工艺 关键材料 掩模版 是微 电 子制 造 过程 中的 图 形 转移 母 版。掩模版由 不透明的 遮光薄 膜在透 明基板上 形成 掩模 图形,用 于选 择性 地阻 挡曝 光、辐照 或物 质穿 透,将设 计好 的芯 片电 路图通过 曝光 等工 艺转 移至 下游 行业 的基 板或 晶圆 上,是 微 电子 制造 过程 中的 图形 转移 工具或者母版。光刻 工艺是 集成 电路制程 中的核 心工艺,成 本占比整 个制程 的,耗 时占比制程的;掩 模 版 是 光 刻 工 艺 中 的 关 键 材 料,占 集 成 电 路 制 造 材 料 总 成 本 的。掩模 版广泛 应用于 半 导体、平板显 示、电路 板、触控屏等 领域,其 精度和 质 量水平很大程度 决定集 成电路 最终 产品的质 量。图表 1 投影式光刻中掩模 版 应用 原理图 图表 2 半导体多层光刻原 理图 资料来源:龙图光罩招股书,华安证券研究所 资料来源:龙图光罩招股书,华安证券研究所 掩模版产品的 核 心 指 标 在 于 精 度。掩 模 版 的 关 键 指 标 参 数 包 括 下 游 晶 圆 最 小 线 宽()、精度()、精 度均值 偏 差()、均匀性()、位置 精 度()、套刻精 度()等。其中掩 模 版最小线宽为关 键指标,如果无 法 与下游晶 圆最小 线宽相 匹配,下游晶圆 厂无法 制造合 格 产品。半导体产 品掩模 版精度 要求 最高,掩模版 最小线 宽,CD 精度、CD 精 度均值 偏差和位置精 度均要 求,其次为 平板显 示掩模 版,PCB 掩模版 精度要 求最低。图表 3 掩模版关键参数示 意图 资料来源:龙图光罩问询函回复,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 6/21 证券研 究报告 图表 4 掩模版的下游应用 领域的参数特征 关键参数 关 键 参 数说 明 半 导 体 掩模 版 平 板 显 示掩 模 版 PCB 掩模版 晶 圆 最 小线宽/特 征 尺寸(CD Size)指下游晶 圆的特 征尺寸,即 MOS 管的栅长。半导 体通常 采用投 影式 光刻,下 游晶圆最小线 宽通常 为掩模 最小 线宽的 1/4 或1/5。-掩 模 版 最小线宽 掩模版设 计版图 上 相邻 线条 的最小线 宽 左右 左右 CD 精度 掩模版关 键尺寸 的实际 数据 与客户要 求的理论数据 之间的 偏差,表示 掩模版图 形特征尺寸的 公差。数值越 小,精度越高。CD 精度均值偏差 一组关键 尺寸的 测量值 与标 准值的差 值的 平均数,表示掩 模版精 度的 稳定性。数值越小,精 度稳定 性越高。CD 均匀性 一组关键 尺寸的 测量值 中最 大值与最 小值的差值,表示掩 模版的 CD 均匀性。数值越小,均 匀性越 好。-位置精度 掩模版实 际图形 位置坐 标与 设计值的 偏 差,表示 掩模版 图形位 置的 精准程度。数值越小,精度越 高。-套刻层数 下游生产 时使用 的掩模 版的 层数,层 数越多对套刻 精度要 求越高 数量较多,通常 十几张到数 十张不 等 数量相对较少,即使是 AMOLED 一般也仅需 十数张 个位数 套刻精度 前后两道 或多道 光刻工 序之 间彼此图 形 的对准精 度偏差,表示 掩模 版之间的 对准精度。数 值越小,精度 越高。半导体制 造通常 需要几十层 光刻,套刻精度要 求很高。-缺陷尺寸 掩模版上 的瑕疵 或者污 染物 可识别的 大 小。数值 越小,缺陷控 制程 度越好。-资料来源:龙图光罩招股说明书,路维光电官网,华安证券研究所 注:关键参数的比较中,选取均为各领域代表产品参数,其中半导体为 工艺节点半导体掩模版关键参数,平板显示为高精度 掩模版关键参数,为 印制电路板 通用设计标准规定的最高精度标准下的 掩模版关键参 数。光 刻 为 掩模 版 制造 的 核心 工艺,生产 过 程 Know-how 特点 显 著 提高 门 槛。掩模版制造的核心 技术包 括 版 图处理、光刻、检测三 大环 节。光刻 为核心 技术环 节,包含曝光、显 影、刻蚀 及清 洗工 艺,通过 光刻 机对 涂覆 光刻 胶的 掩膜 基材 进行 直写 光刻 完成图像转移,直接 决定掩 模版 的制程水 平和精 度水平。生 产过程 中 特点显 著,上游芯 片设计 公司 软 件多样 存在大 量非 标准化 语 言,需 积累大 量经 验进行 标 准化 版图 处理的 数据转 换;光刻环节 需对光 刻、显影、清洗等各 个参数 及影响 因 素进行长期 系统 性研 究,根据 下游 厂商 的设 备差 异、工艺 差异、调 校习 惯等 做出 工艺 匹配,转换为定制 化的掩 模版工 艺参 数,技术、经验 门槛较 高。图表 5 掩模版制造的工艺 流程及光刻环节示意 图 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 7/21 证券研 究报告 1.2 基板与光学膜是掩模 版的 核心原材料 基 板 为 掩模 版 核心 原 材料,主 要 可 分为 石 英基 板 和苏 打基 板 等。掩模版的主要 原材料包 括基 板、光学 膜、显影 刻蚀 材料 及包 装盒 等辅 助材 料,其中 基板 为核 心原 材料,是指在 石英 或苏 打玻 璃等 基板 上涂 布光 刻胶 进行 光刻 的基 材。掩膜 基板 根据 基材 可分 类为石英 基板、苏 打基 板和 其他,其 中石 英基 板具 有高 透过 率、高平 坦度、低 膨胀 系数 等优点,常用 于制程 较先进、精 度要求较 高的掩 模版,如半 导体领域 等。图表 6 掩模版基板材料分 类 分类名称 材料简介 优点 主要用途 生产设备 石英 掩模版 以高纯石 英玻璃为基 材 具有高透 过率、高平坦度、低膨 胀系数 等优点 半导体和 平板显 示的高精度 产品 光刻机,单价 2000 万元左右 苏打 掩模版 以苏打玻 璃为基材 相比石英 玻璃具 有更高的膨胀系 数、更 低的平坦度 半导体、触控和 电路制造的 中低精 度产品 菲林 以感光聚 酯PET 为基材 价格便宜,制造 成本低 PCB 印刷电 路板、FPC 柔 性电路 板等低精度产 品 光绘机,单价100 万元 资料来源:路维光电招股书,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 8/21 证券研 究报告 资料来源:路维 光电招股书,龙图光罩问询函回复,华安证券研究所 石 英 基 板和 光 学膜 技 术难 度较 大,国 内企 业 依赖 进 口。掩膜基板 和光学 膜技术 难度较大,供 应商 主要 集中 于日 本、韩国 等地,目 前国 内暂 无供 应商 可以 提供 替代 品,原材料存在进 口依赖。图表 7 掩模版原材料进口 依赖情况 材料类型 原材料 国产化率 国外厂商 国内厂商 技术差距 原材料 石英 5%日本:ULCOAT/CST/HOYA 韩国:SS 大陆:湖 南普照、长沙韶光、美精微 台湾:冠橙 大 光学膜 0%日本:旭 化成/信越 美国:Inko 韩国:FS 台湾:MIL 大 辅助材料 修补液 0%日本:大金 无 大 包装材料 光罩盒 10%美国:Pozzetta、英特格 英国:Brook 大陆:中 伦、艾 灿、华信昌、上 海璩玖 等 台湾:家 登、中 勤 中 资料来源:掩模版标准现状与 发展方向,华安证券研究所 注:原材料石英的国产化率 仅限 寸及以下,大尺寸为。光 学 膜 起防 尘 保护 作 用,高精 度 半 导体 掩 模版 耗 用光 学膜 金额较高。高精度掩模版的图形精 度已达 到亚微 米 纳 米级别,为 保护掩 膜版不 被 微粒污染,需要在 其表面 贴 附一层具 有高 透过 率的 光学 膜,起到 阻隔 灰尘、颗 粒的 作用,产 品精 度越 高对 光学 膜要 求越高,耗用 金额 越大。其 技术 难点 在于 如何 保证 贴附 过程 中产 品不 受到 环境、人 员机 械动作所带来 的二次 污染。光 刻 机 为掩 模 版制 造 的核 心设 备,国 内 厂商 主 要向 欧 洲与 日 系 厂商 进 行采 购。掩模版制 造的 前道 制程 核心 环节 为光 刻,系通 过光 刻机 对掩 模基 材进 行直 写光 刻,完成 客户图形曝光。光 刻机为 核心设 备,国 内掩模 版厂商 主要向 瑞典、德国海 德堡 仪器和日本 采购 光刻机。后道制程 的核心 环节为 检测 修 补,需 使用自 动光学 检测 设备()检测缺 陷,并使 用 修复设备 进行修 补。根据 路维 光电招 股书披 露成都 路维 新建产线的采购 成本,光刻机 占采 购设备总 成本的,其次 为检测修 补设备,占比。图表 8 光刻机 在成都路维 新建掩模版产线设备 采购 总成本 中占据较大份 额 光 刻机检 测修补 设备清 洗涂胶 设备自动搬运设备,测 量设备其他Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 9/21 证券研 究报告 1.3 掩模版技术演进路线 明确,半导体相关 工艺 尚待突破 掩 模 版 线 宽 缩 短 伴 随 严 重 的 光 衍 射 现 象,光 学 邻 近 效 应 修 正(OPC)为 必 要 工 艺。随着 半导 体制 程节 点不 断缩 小,掩模 版的 线宽 和线 缝不 断缩 小,当其 尺寸 接近 光刻 机的波长时出 现严重 的光衍 射现 象,导 致曝 光图形 边缘分 辨 率降低,精度大 幅下降。修正的方法是 人为对 掩模版 上图 形进行修 改,以抵 消偏差。从半导体 技术节点开 始引进,经历 了基于 经验和 模型、曝光辅 助图形 等的 技术迭代,发展 到目前 光源 和掩模版协 同优 化。已不 仅仅 是对 芯片 设计 图形 的调 整,逐渐 重视 与光 照条 件、掩模 版的 优化相结合。现代 技术 要 求任何光 刻工艺 的变动、光 刻 胶的更 新等都 需重新 做修 正,调整原有模 型参数 并 制备 新的 掩模版。图表 9 OPC 后的掩模版提 升光刻工艺精度 图表 10 光刻工艺的研发 需制备新的掩模版进 行修 正 资料来源:龙图光 罩招股书,华安证券研究所 资料来源:先导光刻中的光学 邻近效应修正,华安证券研究 所 掩 模 版 线宽 缩 短伴 随 明显 光干 涉 现 象,相移 掩 模版(PSM)为 重要 工艺。掩模版的制程 不断 缩小,透 光距 离不 断缩 短,曝光 过程 中会 出现 明显 的光 干涉 现象,造 成掩 模版转移图案 时的丢 失和失 真。的基 本原理 是通过 改变 掩膜结构,使得 透过相 邻透 光区域的光波 产生 度的相位 差,二者 在像面 上特定 区域 内会发生 相消干 涉以提 高对 比度。制造 需进行 两次光 刻,生产周期 成倍增 加,两 层图 形要求非 常高的 对位精 准度 和相位角精度,技 术壁垒 高。半导 体制程达 到 时必须在关键层采 用 或 技 术,制程小于 后传统的 二元掩模 版无法 对晶圆 进行 有效曝光,必须 采用 来消除光干涉现 象。资料来源:路维光电招股说明书,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 10/21 证券 研究报告 130nm 以 下 需要 使 用 电 子 束光 刻 机 来进 行 掩模 版 的制 造。由于激 光直写 制版受 限于激光波长 的最大 分辨率,所 以 当使用 激光直 写 来制 造 半 导体掩模 版 时,在 制程节点会达到 物理极 限。为 实现 制程的进 一步突 破,就 需要 电子束直 写光刻 技术。2 半 导 体 和 平 板显 示 新 技 术、新产 品 带 来 需 求 增量 2.1 半导体和平板显示为 掩模版下游最大应 用场景 半 导 体 和平 板 显示 领 域为 掩模 版 下 游最 大 应用 市 场。掩 模版广泛 应用于 半导体、平板显示、电路板、触控 屏等 领域,其 中半导 体领域 为下 游最大应 用市场,占比;其图表 11 相移掩模版(PSM)通过相移层抵消光干 涉现象,提高图形对 比度 资料来源:龙图光罩招股说明书,华安证券研究所 图表 12 130nm 以下半导体 掩模版需突破 PSM、OPC 和电子束光刻工艺 资料来源:龙图光罩招股说明书,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 11/21 证券 研究报告 次为平板 显示领 域,占比。半导体 领域掩 模版在 最 小线宽、精度、位置精 度等重要参 数方 面显 著高 于平 板显 示等 其他 领域,难 点在 于提 高制 程水 平 和 控制 精度,套 刻层数较多;而平板 显示掩 模版 的难点在 于缺陷 控制和 缺陷 修补,套 刻层数 较少。图表 13 掩模版的分类及 下游应用市场 产品类型 产 品 应 用领 域 下 游 应 用市 场占比 下 游 应 用代 表 厂商 半导体掩模版 逻辑电路 制造、模拟电 路制造、功率 器件制 造、MEMS传感器制 造、IC 封装等 60%台积电、英 特尔、中 芯国际、华虹半导体、华 润微、中 芯集成、士兰微、积塔 半导体、比亚 迪半 导体、立昂微、燕东微 长电科 技等 平板显示掩模版 LCD 显示 屏制造、OLED 显示屏制 造等 28%京东方、天马微 电子、华星 光电、中电熊猫、惠科 等 其他 电路板(PCB/FPC)制造、触控屏(TP)制 造、光 学器件制造等 10%蓝思科技、紫翔 电子等 资料来源:龙图光罩招股说明书,华安证券研究所 注:半导体掩模版市场规模统计的为独立第三方半导体掩模版市场规模,不包含晶圆厂自行配套 2.2 全球半导体掩模版市 场规模约 87 亿美元,具备一定抗周期属性 根据,全 球半导 体材 料市场规 模 稳步 增长,从 年的 亿美元增长至 年 的 亿美元,为。掩模版 占半导 体 材料市场 规模的 比例约 为,仅次于硅 片和电 子特气,为 市场规模 第三大 的半导 体材 料,据此测算 年全球 掩模版市场规模 为 亿美元。根据,以上制程 掩模版市 场规模 占比 左 右,主要由具备 成本优 势的第 三方 掩模版厂 商满足 此部分 成熟 制程需求。图表 14 2022 年 全球半导体掩模版市场规模 87 亿美元 图表 15 130nm 以 上 制程 掩模 版 市 场规 模 占比 54%左右 资料来源:,华安证券研 究所 资料来源:,华安证券研 究所 掩 模 版 具有 一 定抗 周 期属 性。由于掩模版 属于定 制化产 品,在半 导体景 气度下 行周期时,下游客 户为 刺激消 费 会不断尝 试研发 新品,每 一 款新品都 需要新 的掩模 版。并且,晶圆 厂为 提升 产能 利用 率,会为 更多 中小 型芯 片设 计企 业提 供代 工服 务,从而 在一 定程度上降低 掩模版 由于行 业下 行带来的 需求下 降影响。-5%0%5%10%15%20%020406080100全球半导体掩模版市场规模(亿美元)同 比 增 速(%,右轴)130nm 以上28-90nm22nm以下图表 16 Photronics 营 收 同比 增 速 vs 半 导 体市 场 同比增 速 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 12/21 证券 研究报告 半 导 体 产品 集 成度 提 升有 望带 动 半 导体 掩 模版 市 场需 求增 长。随着终端应用产品 的功能 日趋 复杂 和行 业技 术进 步,半导 体产 品的 集成 度持 续提 高,半导 体产 品的 细微 电路图越 发复 杂。晶圆 表面 需光 刻的 图案 由传 统的 二维 电路 图像 发展 成含 多层 结构 的三 维电路图 像,芯片 堆叠 层数 不断 增加,导 致所 需要 的半 导体 掩模 版的 张数 不断 增加。同 时,版图 处理难 度进一 步 加大,对多层 光刻的 掩模版 套刻精度 控制提 出更高 要求,或将带动价值 量的提 升。因 此,有望带动 半导体 掩模版 市场 的增长。Chiplet 封 装 工 艺 分 解 芯片为 多 个 功能 模 块,对 应 成熟制 程 掩 模版 需 求提 升。技术 将大 型单 片芯 片分 解为 不同 功能 的小 芯片,使 得小 芯片 可以 使用 不同 的工 艺节 点制造,再通 过跨 芯片 互联 和封 装技 术进 行封 装集 成。其将 大面 积芯 片成 本从 晶圆 制造 环节转嫁 到封 装环 节,将芯 片分 解成 特定 模块 可以 各自 选择 合适 的制 程工 艺,降低 先进 制程工艺需求,提 升工艺 良率并 降低综合 成本。技 术 下的每一 个功能 模块芯 片都 对应一套 掩模 版需 求,将多 个功 能模 块芯 片封 装在 一起 时,也需 要相 对应 的掩 模版 进行 先进封装作业,因此 技 术 也有望促 进半导 体掩模 版需 求的提升。资料来源:公告、,华安证券研究所 图表 17 晶圆表面多层结 构的三维电路图像 资料来源:龙图光罩招股说明书,华安证券研究所 图表 18 Chiplet 技术实现每个模块采用不同制程 工 艺,带动成熟制程掩 模版 需求-30%-20%-10%0%10%20%30%40%半 导体销 售同比 增速 Photronics 半导体掩模版销售 同比 增 速Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 13/21 证券 研究报告 2.3 平板显示掩模版受益 于面板产能转移,高世代掩模版需求不断增 加 平 板 显 示产 能 向中 国 大陆 转移,已 成 为全 球 面板 产 能最多 地 区。年后中国大陆依靠完备 的制造 业基础 和显 著的劳动 力优势,开始 承接 全球平板 显示产 能。根 据 数据,年中国大 陆平 板显示产 能占比 超,预 计在 年中国大 陆 代 产能占比达 左 右,代 以上产 能占比将 达到。随着 全 球面板产 能的转 移,国 内平 板显示掩模版 需求持 续上升,根 据,中国大 陆平板 显 示行业掩 膜版需 求占全 球比 重 从 年的 上升到 年的。高 世 代 面板 带 动高 世 代掩 模版 需 求。受平板显示大 尺寸 化发展趋 势影响,掩模版 的世代相应 演进。根据,年全球 及以上世代掩膜 版的销 售额占 全球 掩膜版销售额的 比例 为,年占比提 升至,销售 额 为,年后受新冠疫情 影响 及以上 世 代掩模版 销售额 有所下 降。国内面板 企业积 极扩产 高世 代面板产线,根据 年 月统计,国内至 年预计有 条 代以上 高世代线,其中 代合计有 条,有望带 动国内 高世代 掩模版配 套需求。资料来源:芯原股份 年报,华安证券研究所 图表 19 2022 年中国大陆 平板显示行业掩膜版 需求 占全球比重达 57%资料来源:,华安证券研究所 图表 20 掩模版世代随面 板世代的发展而演进 0%20%40%60%80%100%2017 2018 2019 2020 2021 2022中国 中 国台湾 韩国 日本 其他Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 14/21 证券 研究报告 VR/AR 等 新 型 电 子 产 品多元 化 发 展,OLED 渗 透 率 提 升 均 有望 带 动掩 模 版需 求。目前 显 示面板 如头 戴式 显示器主 流是,面板正快速 发展,显示面板 如智能 眼镜主 流是,面 板也正快 速发展。根据,包括(增强 现实)、(虚拟现 实)和(混合 现实)在 内的(扩 展现 实)应用近眼显 示面板 出货量 将在 年同比增长,达 到 万片。由于掩模 版 是承接设计 和制 造的 桥梁,且 是高 度定 制化 产品,新 型显 示产 品的 每一 款设 计开 发方 案都 会产生配套掩 模版开 版需求,同 时对掩模 版精度 和技术 提出 更高要求。此外,相较 对于精度 有着更 高要求,因 此所使用 的掩模 版报价 也更 高。未 来 渗透 率提升 也有望带动面 板用掩 模版市 场规 模扩大。2022 年中 国 平板 显 示掩 模 版需 求 占 比全 球 的 57%,市 场规 模 达 35 亿元。根据 资料来源:路维 光电招股书,华安证券研究所 图表 21 VR/AR 用显示面 板出货量快速增 长 资料来源:,清溢光电半年报,华安证券研究所-10%0%10%20%30%40%50%60%0200004000060000800001000001200002021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029全球VR 用 显示面板出货量(千片)全球AR 用 显示面板出货量(千片)合 计 出 货量同比增速(%,右轴)Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 15/21 证券 研究报告 数据,年全球平板显 示 掩模版市 场规模 约为 亿元,预计 年全球显示 掩模版市场规模 达 亿 元。按照 年中国大陆 平板 显示行 业 掩膜版需 求占全 球比重 达,测算得 年国内平 板显示 掩模版市 场规模 为 亿元。3 竞 争 格 局:国内 企 业 蓄力技 术突 破 力争国 产 替代 第 三 方 掩模 版 市场 主 要被 海外 企 业 享有,三 家 巨头 占 比超 80%。根据,独立第三方掩 模版市 场主要 被美 国、日本 和日本 三家公 司所控 制,三家企业占 全球超 过 的份 额,此 外还有 日本、日 本 电子 以及少 量台湾 企 业。国 内 企 业尚 未 突破 130nm 以 下 制 程掩 模 版,国 产化 率 较低。国内厂商主流产 品制 程以 为主,国际 厂商主流 产品制 程以 为主,中高 端半 导体掩 模版产品仍 主要 依赖 进口。根 据中 国电 子协 会数 据统 计,目前 中国 半导 体光 掩膜 版的 国产 化率约为,高端光 掩膜版 国 产化率仅 为。国内 生产 厂商主要 包括中 芯国际 光罩 厂、华润迪 思微、中 微掩 模、龙图 光罩、清 溢光 电、路维 光电、中 国台 湾光 罩等。中 芯国 际光罩厂、华 润迪思 微为晶 圆厂 自建工厂,主要 内部配 套使 用。2023 年 下 半年,国内 第 三方 掩 模 版厂 商 先后 公 告 130nm-28nm 节 点 的 掩 模 版研发和 产 能 规划,加速 半 导体 掩模 版 材 料国 产 替代。图表 22 全球及中国平板 显示掩模版市场规模 资料来源:,清溢光电半年报,路维光电年报,华安证券研究所 图表 23 海外 三家 巨头占有全球第 三方 掩 模版 市 场 80%以上的 市 场份 额 资料来源:,清溢光电半 年报,路维光电年报,华安证券研究所 0%10%20%30%40%50%60%0102030405060702017 2018 2019 2020 2021 2022全球平板显示掩模版市场规模(亿元)中国平板显示掩模版市场规模(亿元)中 国 平 板显示行业掩膜版需求占全球比重(%,右轴)ToppanPhotronicsDNP中国台湾光罩HOYA其他Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 16/21 证券 研究报告 图表 24 2023 下半年 国内 企业先后公告 130nm-28nm 节 点 掩 模 版的 研 发和 产 能规 划 企 业名称 已 实现量产节点(nm)研 发进程&产能 规划 技 术储备 公 告时间点 投 资额(亿元)龙 图光罩 募投项目正在建设高端半导体芯片掩模版制造基地,加速实现、及更高节点的半导体掩模版量产和国产替代。实现量产,储备、电子束光刻技术 路维 光电 研发 制程节点,成立产 业基金间接持股 投资路芯半导体,建设 制程节点的半导体掩膜版产线项目。储备、技术 清 溢光电 拟投资 亿元建设佛山生产基 地项目,包括 高精度掩膜版生产基地建设项目 和 高端半导体掩膜版生产基地建设项目,研发 节点工艺,规划开发 节点工艺。研发、技术 冠 石科技 预计 年可实 现 光掩 膜版量产,年可实现 光掩膜版量产。建成后将具备年产 片半导体光掩膜版的生 产能力,产品制程覆盖 研发、技术 台 湾光罩 年实现 光罩小规模 试产并导入客户验证,预计 年建 成 工 艺节点的产能。最先进光 罩技 术研发已进入 以下 资料来源:各公司招股书、年报、对外投资公告,华安证券研究所 平 板 显 示掩 模 版美 日 韩占 垄断 地 位,国 产化 率 仅 10%左右。全球平板显示 掩模版 市场中,美 日韩处 于垄 断地位,根据 统计,年全球各大 掩膜版 厂商平 板显 示掩膜版的销 售金额 情况前 五名 分别为福 尼克斯、和清溢光电,全 球销售额 达,供给集 中度高。国 内平板 显示掩 模 版起步较 晚,主要 生产企 业 为 路维光电和清 溢光电。国 内 企 业已 实 现相 关 技术 突破,有 望率 先 实现 国 产替 代。清溢光电 年合肥工厂实现 用 高精度掩 模版全 面量产,逐 步实现半 色调掩 模版()的客户认证和 量产,实现上 游材 料自主涂 胶的初 步量产,部 分产品分 辨率 达 并应用于 产品;路维光电 年建成 高世代 掩模 版产线,首 次具备 超大尺图表 25 平板显示掩模版 美日韩处于垄断地位 资料来源:路维 光电招股说明书,华安证券研究所 PhotronicsSKEHOYALG-IT清溢光电DNPSamsung路维光电Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 17/21 证券 研究报告 寸掩模版 生产能 力,突 破国 外垄断,具备 的半色调掩 模版()生产 能力,突破 了上 游高 精度、大 尺寸 光阻 涂布 技术。两 家企 业服 务客 户涵 盖了 国内 的面 板生 产巨头企业,如京东 方、华 星光 电、群创 光电、深天马 等,逐步打开 国产替 代的广 阔空 间。图表 26 国内企业实现光 阻涂布技术的突破 原 材 料 技术 日本HOYA 韩国LG-IT 日本DNP 韩国 PKL 日本Toppan 日本 SKE 清溢光电 路维光电 基板研磨/抛光 镀铬 光阻涂布 资料来源:路维 光电招股说明书,华安证券研究所 4 国内相关上市 公司 4.1 路维光电 高 世 代 掩模 版 领先 厂 商,实现 180nm 制 程量 产 和半 色调 掩 模 版技 术。公司主营业 务为掩 模版 研发、生 产和 销售,产 品应 用于 平板 显示、半 导体、触 控和 电路 板等 行业。平板显示领 域,公司 年建成国内 首条 超高世 代 掩 模版产 线,国内唯一覆盖 全世代的掩 模版生产 企业,世代掩 模版全球 市占率,逐步实现国产替 代。近年 来,公司 突破半色 调掩模 版()和上游光 阻涂布 技术,打 破 国外垄断。半导 体领域,公司坚 持 以屏带 芯 战略,已实现 及以上制程节 点半导 体掩模版量产,并储备 节点核心技 术,满 足先进 半导 体封装、半导体 器件、先 进 指纹模组封装、高精 度蓝宝 石衬 底()和 第三代 半导体 相关产品 的掩模 版需求。图表 27 路维 光电发展历 程 资料来源:路维 光电招股书,华安证券研究所 Table_CompanyRptType 行业研究 敬请参阅 末页重要声明 及评级说明 18/21 证券 研究报告 公 司 盈 利 能 力稳 步 提 高,产品 结 构 持 续 聚焦 面 板 和半 导体 领 域。年公司营收稳步 增长,为,公司实现营 收 亿元,同比,销售毛利率,同比,主要 系公司 募 投项 目产能逐 步释放,规模 效应 显现。年归母净利润 实 现大幅增 长,为,公司实现归 母净利润 亿元,同比,归母净 利率为,同比,主要系产能 释放规模效应显 现、产 品线结 构优 化提升毛 利率。图表 28 公司营收情况 图表 29 公司归母净利润 情况 资料来源:公司公告,华安证券研究所 资料来源:公司公告,华安证券研究所 公 司 拟 投资 建 设 130-28nm 制 程 节 点半 导 体掩 模 版产 能。年 月 日路维光电发布公 告,其持股 的产业基 金 路维 盛德与 苏州 工业园区 产业投 资基金、睿 兴投资签署合 伙协议 共同投 资路 行维远,路行维 远以全 部出 资额 亿元增资路芯半 导 体。路芯半导 体作为 项目实 施主 体。拟 投资 亿元逐步 建 设并量产 制程节点半导体掩模版 产品,加速高 端制 程国产替 代进程。4.2 清溢光电 专注 8.5 代 以下 小 尺寸 高 清面 板 领 域,实 现 180nm 制程 掩 模 版量 产。公司是国内成0%20%40%60%80%100%01234567营业收入(亿元)同 比 增 速

注意事项

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