转自微博,原文标题《光罩:芯片制造的核心部件(附股)》,原文作者Magic板。本文有节选。
周末写了一篇关于半导体硅晶圆方面的文章,其目的是为了让大家在半导体被炒的火热的时候看清楚事情本质,同时加深对半导体行业的了解,各股的挖掘是我码字的必要程序,但不作为买卖依据。
对于半导体行业我本人并不陌生,虽然没有参与过IC(集成电路/芯片)设计和研发,但是对于IC的工艺和制作流程还算是比较了解,毕业后曾经在三星电子做过3年的研发,写了不少IC问题检讨的案例,接触的IC厂商不计其数,经过我手里报废了IC也有成百上千了,虽然过去这么多年了,但是依然很怀念那个时候的生活,好了说这些闲篇主要是为了说明为什么我会写这两篇文章,就是因为我相对熟悉这个行业。
下面我们就说说今天主题:光罩(光掩模版)。
一、什么是光罩,作用是什么
光罩:在制作IC的过程中,利用光蚀刻技术,在半导体上形成图型,为将图型复制於晶圆上,必须透过光罩作用的原理,类似于冲洗照片时,利用底片将影像复制至相片上。

业内又称光掩模版、掩膜版,英文名称 MASK 或 PHOTOMASK,材质:石英玻璃、金属铬和感光胶,该产品是由石英玻璃作为衬底,在其上面镀上一层金属铬和感光胶,成为一种感光材料,把已设计好的电路图形通过电子激光设备曝光在感光胶上,被曝光的区域会被显影出来,在金属铬上形成电路图形,成为类似曝光后的底片的光掩模版,然后应用于对集成电路进行投影定位,通过集成电路光刻机对所投影的电路进行光蚀刻,其生产加工工序为:曝光,显影,去感光胶,最后应用于光蚀刻。

光掩膜除了应用于芯片制造外,还广泛的应用与像LCD,PCB等方面。常见的光掩膜的种类有四种,铬版(chrome)、干版,凸版、液体凸版。主要分两个组成部分,基板和不透光材料。基板通常是高纯度,低反射率,低热膨胀系数的石英玻璃。铬版的不透光层是通过溅射的方法镀在玻璃下方厚约0.1um的铬层。铬的硬度比玻璃略小,虽不易受损但有可能被玻璃所伤害。应用于芯片制造的光掩膜为高敏感度的铬版。干版涂附的乳胶,硬度小且易吸附灰尘,不过干版还有包膜和超微颗粒干版,其中后者可以应用于芯片制造。

二 、目前国内外光罩产业分布
根据 SEMI, 目前全球半导体光刻掩膜版市场规模近 34 亿美元,即 210 亿人民币。未来光刻掩膜版市场增长速度将在 5%左右。
由于掩膜版是设计和制造的重要衔接,晶圆制造厂商都有自己的专业工厂来生产自身需要的掩膜版,因此先进的掩膜版技术也是掌握在具有先进晶圆制造制程的晶圆厂手中。但近年来掩膜版外包的趋势非常的明显,特别是对于一些 60nm 及 90nm 以上制程的低端产品。 外包的掩膜版市场份额从2003 年时的 30%上升至 2014 年的 53%。
半导体光掩模市场集中度高, 寡头垄断严重, Photronics、大日本印刷株式会社 DNP 和日本凸版印刷株式会社 Toppan 三家占据 80%以上的市场份额。
我国的光掩膜版行业仅能够满足国内中低档产品市场的需求,高档光掩膜版则由国外公司直接提供。目前,国内的光掩膜版企业主要集中在上海、北京、深圳及江浙地方,它们的市场侧重点各不相同。
2016年我国光掩膜版市场竞争结构分析。

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