集微网报道 （文/陈炳欣）掩模板是集成电路制造过程中必不可少的关键材料之一，特别是随着Chiplet的发展，使得掩模板市场规模进一步增长。
目前国际大厂先进工艺的掩模制造多由自建的配套工厂完成，由于我国半导体掩模板起步较晚，独立第三方掩模板市场主要为国际厂商所占据。不过随着Chiplet等新市场的发展以及国内掩模板厂商在半导体成熟工艺和平板显示领域积累经验，将迎来新的发展契机。
Chiplet发展扩大掩模板需求
【资料图】
在集成电路产业链中，掩模板属于小众行业，但其重要性却丝毫不弱。掩模板是集成电路制造过程中不可或缺的组成部分。它是一种用于将电子图形传输到半导体材料上的模具，类似于摄影的底片，在半导体制造的光刻步骤中用于将电路图案投影到硅晶圆上。在集成电路产业链中的重要作用涉及电路图案传输、光刻、图案精度和分辨率、工艺开发和优化、多重图案层等,直接影响到芯片的性能、功能和制造效率。随着半导体技术的不断发展，对掩模板的要求也在不断提高，以满足越来越复杂的电子产品需求。。
近年来，随着各国的晶圆厂持续扩产，掩模板市场展现出广阔的空间。半导体材料种类繁多，主要包括硅材料、工艺化学品、掩模板、光刻胶配套试剂、CMP抛光材料、光刻胶、电子气体、溅射靶材等。其中，掩模板的市场份额是除了硅片、电子特气以外占比最高的材料。根据国际半导体产业协会（SEMI）数据，2022年半导体材料市场整体规模达到727亿美元，同比增长13.06%。掩模板市场规模达到52.36亿美元，2012—2022年的年复合增长率达5.6%。
特别值得关注的是，当前半导体工艺正呈现出关键尺寸微型化、工艺多样化的趋势。Chiplet技术受到越来越高度的重视。以往在芯片设计制造时，追求高集成度，倾向于把多个功能模块集中在一颗芯片中，采用同一种先进工艺制造该芯片上所有的功能模块。Chiplet则将不同功能模块分离出来，采用与各功能相匹配的制程节点分别制造各功能模块的芯片，再通过先进封装技术，将这些芯片封装成一个功能齐全的芯片，从而实现同样的功效。
Chiplet产品每一个模块的生产，都对应一套相应的掩模板，再将这些功能芯片封装在一起时，也要用到相应的掩模板进行先进封装制程。因此，Chiplet技术的快速发展，将进一步扩大成熟制程节点芯片对应的掩模板需求。
人才是掩模板发展最大挑战
半导体掩模板生产行业大致可以分为两种类型：晶圆厂自建配套工厂和独立第三方掩模厂商。像英特尔、三星这样的制造大厂，多都将核心掩模制造工艺握在自己手里，建立内部的掩模厂。一般先进制程晶圆厂所使用的掩模板通常由自己的专业工厂内部生产。但对于28nm等以上较为成熟制程所用的掩模板，为了降低成本，在满足技术要求下，倾向于向独立第三方掩模板厂商进行采购。
根据SEMI数据，全球半导体掩模板晶圆厂自行配套的掩模板工厂规模占比65%，独立第三方掩模厂商规模占比35%，其中独立第三方掩模板市场主要被美国Photronics、日本Toppan和日本DNP三家公司所控制，三者共占8成以上的市场规模。
我国半导体掩模板起步较晚，在这一领域的实力仍然较弱。目前国内独立第三方掩模厂商量产产品制程主要为180nm及以上，150nm以下制程掩模板几乎空白。资料显示，中国在半导体技术领域虽取得了一些进步，但在掩模板制造方面，仍然需要时间来达到国际先进水平。中国的一些企业在研发掩模板制造技术方面进行了努力，但在高精度制造、材料技术等方面可能还有待提升。与此同时，中国在发展半导体掩模板产业时也面临着诸多挑战，涉及技术、设备、人才、投资和市场等方面。
有专家指出，就目前的情况来讲，国内掩模板制造最大的问题还在于人才。因为掩模板领域真正会操作设备的人员很少，懂工艺技术的更是凤毛麟角。全球的掩模板厂商数量本就不多，人才大多数需要自己培养。但想培养出真正的人才，花费的精力和时间是非常多的。一般而言，一家公司从招收新入职的员工算起，培养两到三年，仅仅是刚入门，大都需要培养5年以上，才能成为一名独立的专业人员。因此，人才往往成为这个行业最稀缺资源。设备可以一次性购买进来，人却不行。
“以屏带芯”存优势
为了克服这些挑战，中国需要在技术研发、人才培养、投资吸引等多个方面采取积极的措施，以提高技术水平和自身在半导体掩模板领域的竞争力。值得注意的是，有观点指出，国内掩模板企业如路维光电、清溢光电等，在显示用掩模板市场多已占有较高份额，因此从面板领域切入，实施“以屏带芯”战略，或将有更好的发展机会。对此，相关专家表示，有面板掩模版经验的企业去研发半导体掩模版速度会比没有面板经验积累、直接研发半导体掩膜板的企业快很多。在130nm工艺节点以上，显示用掩模板和半导体掩模板有一定的相通性，后段的扫描设备也是通用的，因此存在一定的优势。不过，130nm以下，就需要从湿法转到干法，工艺处于两个方向，原先积攒的技术只能解决部分问题，剩下的还需要重新摸索。
另外，Chiplet的发展也给我国掩模板产业带来了新机会。从技术上看， Chiplet是将一颗复杂的芯片分解为多个小芯片，每个小芯片可以在不同工艺节点上制造，然后再集成到一个封装当中。这降低了单个芯片的复杂性，也减少了掩模板制造的要求，特别是在处理更小、更复杂的工艺图案时。同时，Chiplet技术可能提高芯片的制造效率，因为每个Chiplet可以独立制造并进行测试，然后再进行集成。这可能需要更频繁地制造掩模板，从而刺激了掩模板产业的发展。
尽管Chiplet技术可能为中国的掩模板产业带来机会，但也要考虑一些挑战。例如，Chiplet技术本身可能需要更精细的封装工艺，这可能对封装和掩模板制造产生新的要求。总之，要利用Chiplet技术为中国的掩模板产业带来机会，需要深入了解这项技术的特点、市场趋势以及产业链中的分工，并适应产业的变化，以保持竞争力。
关键词：