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受下游新兴产业驱动 我国半导体掩模版行业需求空间扩大 市场规模超70亿

1、概述及定义

半导体掩模版又称掩模片、掩模板,是半导体制造过程中不可或缺的关键材料。作为制作芯片的“模具”,它决定了芯片的形状、大小、排列方式和功能布局等,被誉为“高科技之父”,是现代电子工业的列方式和功能布局等,被誉为“高科技之父”,是现代电子工业的重要基础。

半导体掩模版的基本原理是一种特殊的光刻层,主要用于在半导体硅片(或其他基板)表面上形成大量微小的图案结构。这些图案结构是出光刻机器上的掩模片板上的光学图案、雕刻图案,经过曝光、显影、蚀刻等复杂工艺制作而成的。

2、半导体掩膜版为掩膜版最大细分市场,其国产化率将保持增长态势

根据现阶段的国际形势进行分析,随着半导体国产化进一步推进,我国半导体掩膜版国际地位逐渐提高,国产化率将保持增长态势。

半导体掩膜版现状概述

掩膜版处于各行业产业链上游,具有举足轻重的地位

当前中美贸易摩擦持续,美方试图通过关税,禁运等途径对中国关键材料进行封锁,制约中国半导体及相关产 业发展,因此,中国必须快速推进半导体产业及关键材料、设备的国产化率,避免对产业链造成重创。而掩膜版作为我国半导体、平板显示等行业的重要产业链上游原材料,具有重要作用。受技术制约,目前掩膜版外企占据优势市场地位,国产企业正寻求发展之路。

半导体材料国产化的必然趋势

随着我国平板显示行业、半导体芯片行业、电路板行业的快速发展,全球掩膜版下游运用的主要市场特别是平板显示行业已经呈现向中国转移的趋势。20184月,美国商务部宣布因违反美国规定将禁止美国公司向中国的中兴通讯销售零部件、商品、软件和技术。该事件引发中国电子产业界的普遍思考,提高国产化率以免关键时刻受制于人,已成为我国半导体产业链各环节企业的共识。

数据来源:观研天下整理

从应用结构来看,半导体芯片是掩膜版最大细分市场,市场份额占比为60%,平板显示领域占比为28%。

从应用结构来看,半导体芯片是掩膜版最大细分市场,市场份额占比为60%,平板显示领域占比为28%。

数据来源:观研天下整理

3、受下游新兴产业推动,半导体产线持续扩张,为半导体掩模版行业提供大量需求

根据观研报告网发布的《中国半导体掩膜版行业发展深度研究与投资前景分析报告(2023-2030年)》显示,作为半导体行业可重复使用的光刻模板,掩模版产品直接需求与半导体产品的更新迭代与产线扩充息息相关。当半导体产品持续推出新工艺、新结构、新材料等新的芯片设计或者需要产线扩充时,晶圆制造厂商需要使用新的掩模版来进行半导体的大规模生产,此时就会产生开版需求。因此,掩模版的市场需求与半导体更新换代、产线扩充直接相关。

近年来,随着新能源汽车、光伏、工业自动化等下游新兴快速发展,以功率器件为代表的特色工艺半导体发展迅速,不断进行产品迭代,为半导体掩模版行业提供大量需求。以新能源汽车、光伏行业中的关键元件功率器件为例,根据数据,2021年中国功率器件市场规模约为711亿元,预计2025年市场规模将增长至1102亿元,年平均复合增长率为11.58%。

近年来,随着新能源汽车、光伏、工业自动化等下游新兴快速发展,以功率器件为代表的特色工艺半导体发展迅速,不断进行产品迭代,为半导体掩模版行业提供大量需求。以新能源汽车、光伏行业中的关键元件功率器件为例,根据数据,2021年中国功率器件市场规模约为711亿元,预计2025年市场规模将增长至1102亿元,年平均复合增长率为11.58%。

数据来源:观研天下整理

同时,我国主要特色工艺晶圆厂均在积极扩充产线,带来国内半导体掩模版的配套需求大幅增加。

我国主要特色工艺半导体厂商扩产情况

公司

地点

投资金额

产能

产线规格

投产时间/预计投产时间

华虹半导体

无锡

52亿元

2022年底预计增至9.5万片/

12英寸

2022

士兰微

厦门

50亿元

扩增至6万片/

12英寸

2021-2022

杭州

26亿元

扩增至8万片/

8英寸

2021-2023

燕东微

北京

75亿元

4万片/

12英寸

2023-2025

积塔半导体

上海

260

亿元

扩增至5万片/

12英寸

中芯国际

天津

-

扩增4.5万片/

8英寸

2021-2023

中芯集成

绍兴

-

扩增至9万片/

8英寸

2021-2022

中芯集成电路(宁波)有限公司

宁波

-

3万片/

8英寸

2022-2023

晶合集成

合肥

165亿元

4万片/

12英寸

2021-2023

粤芯半导体

广州

370亿元

8万片/

12英寸

2024

海辰半导体

无锡

14亿美元

11.5万片/

8英寸

2021-2023

华润微

重庆

75.5亿元

3万片/

12英寸

2022-2024

数据来源:观研天下整理

4、特色工艺半导体不断进行产品更新迭代,带来半导体掩模版行业大量需求

特色工艺半导体产品随着下游应用的功能需求不断进行更新迭代。半导体的结构、制程、技术、工艺、集成度、材料每发生一次迭代,就需要更换一套新的半导体掩模版。因此,在当前新兴行业的不断驱动下,功率半导体等半导体产品持续进行更新迭代,带来了大量的特色工艺半导体掩模版需求。

功率半导体的技术演进

演进层面

演进细节

提升性能

结构更迭

MOSFET:由传统的MOS管,发展成LDMOSVDMOS等平面栅MOS,再发展成沟槽栅MOS、超结MOS、屏蔽栅MOS等;IGBT:第一代平面穿通型(PT)、第二代改进平面穿通型(PT)、第三代沟槽型(Trench)、第四代非穿通型(NPT)、第五代电场截止型(FS)、第六代沟槽型-电池截止型(FS-Trench)、第七代逆导IGBTRC-IGBT

提高了产品的功率密度,降低了功率损耗

制程水平

由最初的10µm缩小至如今主流的0.5µm~130nm左右

缩小了产品体积,提高了功率密度

技术工艺

发展出超薄圆片结构、背面扩散技术、超级结技术、微沟槽技术等工艺技术

更加适应小功率市场,具备更出色的性能和易用性

集成情况

由单一的功率器件发展成功率模块,即将多个功率器件进行系统级封装(SiP

在更高频率工作的同时,能够拥有更小的设备体积和重量

材料迭代

由传统的硅(Si)逐渐向氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等宽禁带材料升级

能够承受的峰值电压大幅度提高,器件功率得到大幅提升;提高了产品的稳定性与可靠性

数据来源:观研天下整理

5、2022年半导体掩膜版市场规模达到75.82亿元

半导体芯片掩膜版占掩膜版行业市场规模的60%,以此测算:2017-2021年国内半导体芯片掩膜版市场规模增长波动起伏较大,2021年为64.80亿元,同比增长9.80%,初步测算2022年市场规模约为75.82亿元。

半导体芯片掩膜版占掩膜版行业市场规模的60%,以此测算:2017-2021年国内半导体芯片掩膜版市场规模增长波动起伏较大,2021年为64.80亿元,同比增长9.80%,初步测算2022年市场规模约为75.82亿元。

数据来源:观研天下整理(WYD)

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