c语言|芯片掩膜：冷门赛道的狂热梦想 c语言

文章图片

文章图片

文章图片

回顾2021年的光伏行业，硅料企业成为产业链中的最大赢家，由紧供需导致的涨价让硅料企业收获颇丰。
价格的上涨往往意味着产业链话语权的增强，最近一段时间，芯片产业链中其实也出现了关键材料售价暴涨的情况。
去年11月初，芯片产业链中突然出现“光掩模”供应短缺的情况，尤其在汽车芯片领域，这种短缺更加明显，不仅交货时间大幅延长，而且价格出现了普遍上涨，部分高端产品甚至直接提价25% 。
这不禁让“光掩模”这一冷门赛道重新引起了我们的关注。
中国芯片产业起步较晚，目前正面临较为严重的卡脖子问题，像光刻机、EDA软件等核心芯片制造环节我们都存在明显的产业缺口。
在芯片材料领域，我们同样受到日本企业的制约，光刻胶、CMP抛光材料、湿化学品等芯片材料依然绝大部分来自于海外进口， “光掩模”正是其中之一。
从规模看， “光掩膜”仅约占芯片总成本的13% ，其价值远低于占比38%的硅片，关注度更是与硅片相去甚远。

但小小的“光掩膜”价值却非比寻常，它不仅是芯片制造中必不可少的核心材料之一，其质量的好坏更是直接决定芯片最终的性能。
在全球芯片产能逐渐向中国转移的大背景下，我国芯片材料的自主替代率却极低，尤其海外疫情肆虐，芯片材料随时有断供的风险，早日完成自主替代已经成为中国芯片业的一致预期。
“光掩模”价格的疯狂上涨向市场发出了信号，冷门赛道也有着狂热的梦想。
/ 01 /
日本扼住了全球半导体的咽喉
芯片制造是一个极为复杂的过程，且随着制程的进步，芯片制造的步骤也在不断增加。
但无论芯片的步骤如何增加，芯片制造的第一步都必定是光刻，也就是通过光刻机将提前设计好的电路团刻到晶圆上。
而在整个光刻过程中，除必不可少的光刻机外，光掩模也是无法或缺的。它就好像是照相机的底片，而光刻机相当于曝光装置，两者合力才能产生最终的相片。
更进一步的讲，决定电路图案的并非光刻机，而是光掩模的结构，因此光掩模犹如芯片产业链的咽喉，只有通过它，芯片的功能才可以最终实现。

光掩模的准确度和细致度，直接攸关半导体芯片的品质，且光掩模不像芯片是流水线作业，每一个掩膜都需要特殊设计，因此这一行业呈现高度的定制特性。
按照类别划分，光掩膜厂可以分为晶圆厂自行配套的工厂和独立第三方掩膜生产商两大类。由于芯片制造设计各家晶圆制造厂的技术机密，因此晶圆制造厂往往将45nm以下先进制程的掩膜版自主研发，而对于45nm以上成熟制程的掩膜版则交给第三方掩膜厂进行研发。
据SEMI 的数据， 2019年全球芯片掩膜版市场中， 65%的市场份额由晶圆厂自行配套的掩膜版工厂占据，剩余35%的份额则被独立第三方掩膜工厂瓜分。
目前，全球核心的第三方半导体光掩模产能主要集中在日本，全球日本凸版印刷Toppan和日本DNP公司分别占据全球32%和27%的第三方市场份额，美国的Photronics占据23%的第三方市场份额，剩余份额则被腰尾公司瓜分。

由于晶圆厂往往选择独自研发先进制程的掩膜，因此很多投资者错误的认为光掩模是一个没有太高技术含量的行业。但实际上恰恰相反，掩膜的制作相当于进行一次小型的光刻流程，具备光掩模独立研发生产能力的企业实则是以技术立足。
日本具备全球60%以上的第三方光掩模产能，其已经具备扼住半导体产业咽喉的能力。虽然没有独立第三方光掩膜厂的助力，芯片厂依然具备自主的掩膜开发能力，但这无疑会大幅降低半导体产业的发展速度，影响整个行业的迭代效率。
基于此，中国芯片产业想要赶上全球的发展速度，那么光掩膜的自主替代势在必行。