掩膜版（Photomask）又称光罩、光掩膜、光刻掩膜版、掩模版等，是微电子制造过程中的图形转移工具或母版，是承载图形设计和工艺技术等知识产权信息的载体。掩膜版用于下游电子元器件制造业批量生产，是下游行业生产流程衔接的关键部分，是下游产品精度和质量的决定因素之一。
掩膜版的功能类似于传统照相机的“底片”，其工作原理如下：根据客户所需要的图形，掩膜版厂商通过光刻制版工艺，将微米级和纳米级的精细图案刻制于掩膜版基板上，掩膜版的原材料掩膜版基板是制作微细光掩膜图形的感光空白板，再将不需要的金属层和胶层洗去，即得到掩膜版产成品。掩膜版对下游行业生产线的作用主要体现为利用掩膜版上已设计好的图案，通过透光与非透光的方式进行图像（路图形）复制，从而实现批量生产。
掩膜版主要由基板和遮光膜两个部分组成。基板分为树脂基板和玻璃基板，玻璃基板主要包括石英基板和苏打基板，根据遮光膜种类的不同，可以分为硬质遮光膜和乳胶。光掩膜按用途分类可分为四种，分别为铬版(chrome)、干版、液体凸版和菲林。其中，铬版精度最高，耐用性更好，广泛应用于平板显示、IC、印刷线路板和精细电子元器件行业；干版、液体凸版和菲林主要用于中低精度LCD行业、PCB及IC载板等行业。光掩膜上游主要包括图形设计、光掩膜设备及材料行业，主要供应厂商包括日本东曹，日本信越化学、日本尼康和菲利华等；中游为掩膜版制造行业，主要企业包括日本HOYA，日本DNP，韩国LG-IT、日本SKE和清溢光电；下游主要包括IC制造、IC封装、平面显示和印制线路板等行业，广泛应用于消费电子、家电、汽车等电子产品领域，主要客户为半导体厂商英特尔、三星、台积电等以及显示屏厂商京东方、华星光电等。
1 下游应用行业：下游产业快速发展，掩膜版进口替代进程加快在掩膜版下游应用中，IC用掩膜版占比最高为60%，其次是LCD用掩膜版占比为23%，其次是OLED、PCB等应用领域。
（1）下游电子元器件发展迅速，拉动掩膜版市场需求上升随着电子信息技术的日新月异，5G技术和人工智能带动下游终端电子产品的更新换代速度越来越快，以平板电视、笔记本电脑、数码相机、智能手机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长，为平板显示、半导体芯片、触控、电路板等电子元器件相关行业带来巨大的市场空间，间接带动了掩膜版行业的发展。同时，电子元器件制造商为了满足其下游产品的多功能、小型化、便携性等需求，不断加大技术投入，开发新材料、新技术以及研发新产品，这也为掩膜版行业的发展带来了更多市场需求。以平板显示市场为例，全球平板显示产业保持平稳增长，业态发展呈现尺寸大型化、竞争白热化、转移加速化、产品定制化等特点，受益于电视平均尺寸增加，大屏手机、车载显示和公共显示等需求的拉动，根据IHS预测，2016年-2025年全球新型显示面板需求面积的CAGR预计将达4%，到2025年增长至2.66亿平方米。
根据IHS统计，2019年至2021 年，我国已规划投产的TFT-LCD产线为23 条，其中高世代线为15条，占比65.22%；2019年至2023年我国已规划投产的AMOLED产线为21条，其中LTPS线为17条，占比80.95%。我国平板显示行业对掩膜版产品尤其是高世代、高精度掩膜版产品的需求将持续增长。据IHS统计测算，中国大陆平板显示行业掩膜版需求量占全球比重，已经从2011年的5%上升到2017年的32%。未来随着相关产业进一步向国内转移，国内平板显示行业掩膜版的需求量将持续上升，预计到2021年，中国大陆平板显示行业掩膜版需求量全球占比将达到56%。
(2)下游产业陆续向国内转移，掩膜版进口替代步伐加快下游产业向国内转移。从区域分布看，根据WSTS统计数据，亚太地区市场规模占全球市场的比例不断提高，亚太与日本市场合计约占全球半导体市场的70%左右，2017年，全球半导体市场规模为4122.21亿美元，同比增长21.6%，2018年全球半导体市场保持增长势头，市场规模达到4779.40亿美元，同比增长15.90%；从芯片销售额看，根据WSTS发布的数据，2016年中国半导体消费额1075亿美元，占全球总量的32%，已成为全球最大的半导体消费市场。随着国内制造业环节快速发展，以及国内巨大的消费市场和劳动力人口优势，全球掩膜版下游应用的主要市场将加快向国内转移，世界市场份额不断向中国集中。
2 掩膜版行业：市场规模持续增长，行业集中度高
(1)全球掩膜版市场规模持续增长
全球掩膜版市场规模保持增长，我国长期依赖进口。全球半导体用光掩膜版市场持续增长，2019年全球半导体光掩膜版市场规模为41亿美元，虽然相较2018年略有下滑，但整体仍呈现持续增长的态势。我国掩膜版需求不断增长，2016年国内市场规模达到59.5亿元。
但是由于国内掩膜版行业发展落后，供应未及时跟进，因此国内掩膜版供需缺口逐年扩大。2011年我国掩膜版需求由5.09万平方米增加至2016年7.98万平方米，产量则由0.87万平方米增加至1.69万平方米，供给缺口由4.22万平方米扩大至6.29万平方米。在平板显示领域，据IHS数据，2018年全球平板显示掩膜版需求为58亿元，其中中国大陆平板显示掩膜版需求为23亿元，占全球市场需求比率为40%。随着中国大陆面板厂商不断投资新的平板显示产线，预计2020年中国平板显示产能的全球占有率将达到52%，中国大陆平板显示掩膜版市场规模将呈现持续快速增长的趋势。
(2)行业发展三大趋势：高精度、大尺寸、全产业链
掩膜版行业的发展主要受下游平板显示行业、半导体芯片行业、触控行业和电路板行业的发展影响，与下游终端行业的主流消费电子、笔记本电脑、车载电子、网络通信、家用电器、LED照明、物联网、医疗电子等产品的发展趋势密切相关，未来几年掩膜版将向更高精度、大尺寸、全产业链方向发展。掩膜版产品精度趋向精细化。随着消费者对显示产品的要求逐步提高，手机、平板电脑等移动终端向着更高清、色彩度更饱和、更轻薄化发展。根据IHS预测，未来显示屏的显示精度将从450PPI（每英寸像素）逐步提高到650PPI以上，对平板显示掩膜版的半导体层、光刻分辨率、最小过孔、CD均匀性、套合精度、缺陷大小、洁净度均提出了更高的技术要求。在半导体方面，目前境内主流先进制造工艺为28nm工艺，境外主流为14nm，三星已量产10nm工艺的晶圆，预计2019年内能实现7nm工艺的量产，而台积电已量产7nm工艺，未来集成电路的制造工艺将进一步精细化，朝5nm-3nm工艺发展，这对与之配套的掩膜版以及半导体芯片封装用掩膜版提出了更高要求，线缝精度要求越来越高。因此，未来掩膜版产品的精度将日趋精细化。
掩膜版产品尺寸趋向大型化。自2007年液晶电视开始占据主流市场后，其平均尺寸大约按照每年增加1英寸的速度平稳增长。根据IHS统计和预测，43英寸、55英寸、65英寸、70英寸等大尺寸电视出货量逐年增长。电视尺寸趋向大型化，导致国内面板基板逐步趋向大型化，直接决定了掩膜版产品尺寸趋向大型化。掩膜版行业产业链向上游拓展。掩膜版的主要原材料为掩膜版基板，即涂有光刻胶和镀铬的玻璃基板，光刻胶有一定的时效性，失效后会影响产品质量。随着掩膜版行业下游客户对其最终产品的品质要求不断提高，促使掩膜版企业不断追求产品品质上的突破，而掩膜版基板的质量，对掩膜版产品最终品质具有重大影响。因此，从降低原材料采购成本和控制终端产品质量出发，掩膜版行业中主产厂家陆续向上游行业延伸，部分企业已经具备了研磨、抛光、镀铬、涂胶等掩膜版基板全产业链的生产能力，这不仅可以有效降低原材料的采购成本，而且能够有效提升掩膜版产品质量。未来掩膜版行业内具有一定实力的企业，将逐步向上游产业链拓展。
(3)行业技术壁垒高，国外企业占据主导地位
在TFT领域，我国TFT掩膜版需求持续增长，但是国内能够配套TFT用掩膜版的企业只有路维光电和清溢光电，主要针对G8.5以下掩膜版；AMOLED、Gray-tone、Half-tone等掩膜版均依赖进口。半导体领域，英特尔、三星、台积电三家全球最先进的晶元制造厂，其所用的掩膜版绝大部分由自己的专业工厂生产；其它掩膜版主要被美国Photronics、日本DNP以及日本Toppan三家公司所垄断。高端市场由国外厂商主导，行业集中度高。掩膜版为技术密集型和资金密集型行业，对资本实力要求较高，掩膜版产品属于精密度较高的定制化产品，具有较高的设备门槛和技术门槛，国内掩膜版行业的中高端市场仍主要由国外掩膜版厂商占据，如在AMOLED（有源矩阵有机发光二极体面板）用高精度掩膜版领域，由于核心技术主要掌握在HOYA、SKE、PKL等境外厂商手中，而这些企业对于掩膜版的关键技术进行了较为严格的封锁。我国掩膜版领域由于起步仍然相对较晚，在高端掩膜版产品的技术水平和综合产能上与国际厂商仍存在一定差距。由于掩膜版行业的高进入门槛，目前市场主要参与者为境内外知名企业，市场集中度较高，未来竞争格局将较为稳定。我国掩膜版制造主要集中在少数企业和部分科研院所。面板领域，国内能够配套TFT（薄膜晶体管）用掩膜版的企业只有路维光电和清溢光电，主要针对8.5代以下掩膜版；半导体领域，少数企业如无锡华润、无锡中微等，只能制造0.13μm以上Stepper Mask；对于HTM（半透膜）、GTM（灰阶掩模板）、PSM（先进相移掩模）等掩模版，我国主要依赖进口。
3 上游原材料行业:掩膜版基板长期依赖进口，原材料日韩垄断
掩膜版产品的原材料和中间材料为玻璃基板、镀铬膜层、光刻胶、光学膜等，其中主要原材料为玻璃基板，按材质分为石英基板和苏打基板，石英基板使用石英玻璃作为材料，光学透过率高，热膨胀率低，相比苏打玻璃更为平整和耐磨，使用寿命长，主要用于高精度掩膜版。由于石英玻璃的优良特性，未来其在掩膜版产品中的应用会更加广泛。掩膜版基材主要依赖进口。近年来，石英掩膜版凭借其精密度较高的优势成为了掩膜版行业主流产品，苏打掩膜版的市场需求逐步降低。全球领先掩膜版厂商的主要产品均为石英掩膜版，部分厂商甚至完全退出苏打掩膜版的生产销售，导致石英掩膜版产品市场竞争更为激烈，因此对原材料石英基板的需求也会逐渐提高。由于石英基材生产工艺难度高，我国尚未实现国产化，主要依赖进口。目前，只有少数厂商具备上游基材生产能力，大多数掩膜版企业主要采用采购掩膜版基材的方式。掩膜版上游原材厂商主要集中在日本和韩国，国内有数家企业有能力生产，主要包括菲利华、石英股份等；对于半导体用高精度及高世代面板用基材，基本被日韩企业垄断。
本文引用自电子科技大学长三角校友会，原文链接https://new.qq.com/omn/20210728/20210728A04CNV00.html