在全球半导体产业中,光罩基板作为光刻工艺的核心材料,其重要性不言而喻。然而,长期以来,日本在这一领域占据着绝对的市场优势,尤其是在先进光刻所需的光罩基板方面,几乎处于垄断地位。那么,国产光罩基板究竟路在何方?
半导体国产替代的“最后1公里”掩膜版又称光罩、光掩模等,是光刻工艺所使用的图形母版, 由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形,并通过曝光将图形转印到晶圆。根据原材料分为石英版、苏打版、菲林这些,主要应用于显示、半导体、电路板等。
虽然目前也在发展无掩膜直写光刻,但是通过光掩模的光刻技术仍然是现在的主流。
掩膜基板是掩膜版的核心原材料,直接影响芯片制造的精度和良率,在掩膜版的boom里占比达到了50%以上。
然而就是这么重要的原材料,目前主流的石英掩膜基板被国外垄断,HOYA、信越等日韩企业占据了超90%以上的市场。
目前国内晶圆制造工艺节点已到了7nm,掩膜版的工艺节点也到了28nm,然而国内掩膜基板的工艺节点仍然在130nm徘徊;因此随着半导体产业的脱钩,中国在晶圆制造环节大规模扩产,掩膜基板行业显露了其重要的发展价值,也是之前提到过的在半导体材料领域,随着产业升级和国产替代带来的新的机会。

1、 芯片制造的"母版"
光罩基板经过光刻和蚀刻后成为光罩,而光罩上的图案会通过光刻机投影到硅片上。如果基板本身存在缺陷,将直接影响芯片的良率和性能。
2、 制程越先进,要求越苛刻
随着芯片制程从7nm向3nm、2nm迈进,光罩基板的精度要求呈指数级上升。例如:
平整度:需控制在几纳米以内(相当于头发丝的十万分之一)。
缺陷控制:单个缺陷可能影响数十亿个晶体管的功能。
3、 被少数巨头垄断的市场
目前,全球高端光罩基板市场主要由日本的豪雅(Hoya)、日本信越化学(Shin-Etsu)等企业主导,技术壁垒极高。
在这个鲜为人知的领域,日本企业长期垄断着全球市场,而中国正在上演一场惊心动魄的突围战。
国产光罩基板路在何方作为光刻工艺中必备的材料,光罩基板国产化的重要性绝不亚于一台先进的光刻机。随着当前国际形势与地缘政治动荡风云变幻,从供应链安全和成本管理的角度,国产光罩基板的紧迫性不言而喻,也是箭在弦上。
高纯度的合成石英基板是一切的基础,国内也已经有多家厂商具备了这方面的能力。
从全球光罩基板发展的历程看,从铬板光罩到PSM,再到OMOG,跨度较大,而当前国产基板还在铬板光罩这一阶段。目前国产铬板光罩已经在许多用户这里开始了产线验证,取得了较好的结果,据悉年内国产KrF PSM也有望可以向一些客户送样开始验证。
而更高端的ArF PSM和OMOG的研发和验证仍杳无音讯,而即使是成熟制程,这类光罩基板的需求也必不可少。从对应技术节点看,尽管国产有所突破,但还处于初期阶段,要应对高端市场的需求,还需较大投入与时间的积累。
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