掩膜版：光刻工艺“底片”，国产替代步伐加快.pdf

请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 Table_Industry 证券研究报告 /专题研究报告 2020 年 6 月 14 日 化工 掩膜版 :光刻工艺“底片” ，国产替代步伐加快 Table_Main Table_Title 评级： 增持 （维持） 分析师：谢楠 执业证书编号： S0740519110001 Email： xienanr.qlzq 分析师： 张波 执业证书编号 ： S0740520020001 S0740520020001 Email： zhangbor.qlzq Table_Profit 基本状况 上市公司数 334 行业总市值 (百万元 ) 29837.3 行业流通市值 (百万元 ) 24309.3 Table_QuotePic 行业 -市场走势对比 公司持有该股票比例 Table_Report 相关报告 Table_Finance 重点公司基本状况 简称 股价(元 ) EPS PE 评级 2019 2020E 2021E 2022E 2019 2020E 2021E 2022E 清溢光电 24.93 96 80 71 - 96 80 71 - - 菲利华 27.31 48 37 29 23 48 37 29 23 - 石英股份 21.28 44 33 21 16 44 33 21 16 - 备注 盈利预测 采用 wind 一致预期 Table_Summary 投资要点 掩膜版：光刻工艺 “底片” 。 掩膜版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。掩膜版按用途分类可分为铬版、干版、液体凸版和菲林， 上游主要包括图形设计、光掩膜设备及材料行业，下游主要包括 IC 制造 及 封装、平面显示和印制线路板等行业。 掩膜版是下游产品精度和质量的决定因素之一。 下游应用行业：产业陆续向国内转移，掩膜版进口替代进程加快。 随着全球平板显示产业、触控产业、半导体产业和电路板产业向国内转移升级，国内的电子元器件行业发展迅速，拉动了掩膜版行业 的市场需求。同时，国家和地方各级政府部门近年来出台了一系列政策和措施对平板显示行业和半导体芯片行业予以全面扶持， 推进 掩膜版行业 国产化。 掩膜版行业： 行业持续发展，目前寡头垄断 。 全球光掩膜版市场持续增长， 2019 年全球 半导体 掩膜版市场规模为 41 亿美元。 2016 年国内 半导体光 掩膜版市场规模为 59.5 亿元 。 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。 掩膜版 整体 向更高精度、大尺寸、全产业链方向发展。 由于 掩膜版行业 门槛较高 ， 国内掩膜版行业主要由国外掩膜版厂商占据， 美国 Photronics、日本 DNP以及日本 Toppan 三家公司市场份额超过 80%，国内清溢光电 逐步突破。 上游原材料行业：原材料长期依赖进口。 掩膜版主要原材料为玻璃基板，按材质分为石英基板和苏打基板，其中，石英基板为掩膜版市场主流原材料。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，我国 菲利华 和 石英股份逐步实现 突破， 后续 有望 逐渐放量 。 投资建议 。 随着下游电子产业陆续往中国转移，以及 国家 产业政策支持，国内掩膜版企业有望持续发力， 建议关注清溢光电 、菲利华、石英股份 。 风险提示 ： 下游行业 变化风险，价格竞争风险，原材料依赖进口风险。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 2 - 专题研究报告 内容目录 掩膜版：电子元器件制程关键工具 . - 5 - 掩膜版工作原理 . - 5 - 掩膜版产业链 . - 6 - 掩膜版分类 . - 7 - 掩膜版生产工 艺流程 . - 7 - 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 . - 9 - 下游电子元器件发展迅速，拉动掩膜版市场需求上升 . - 9 - 下游产业陆续向国内转移，掩膜版进口替代步伐加快 . - 12 - 国家政策扶持，为行业提供发展机遇 . - 13 - 掩膜版行业：市场规模持续增长，行业集中度高 . - 15 - 全球掩膜版市场规模持续增长 . - 15 - 行业发展三大趋势：高精度、大尺寸、全产业链 . - 16 - 行业技术壁垒高， 国外企业占据主导地位 . - 18 - 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 . - 21 - 掩膜版主要原材料为玻璃基板 . - 21 - 掩膜版基材长期依赖进口，原材料国外垄断 . - 21 - 相关上市公司 . - 23 - 清溢光电：掩膜版行业龙头企业 . - 23 - 菲利华：石英玻璃龙头企业 . - 24 - 石英股份：电子级石英砂迎来突破 . - 25 - 风险提示 . - 26 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 3 - 专题研究报告 表目录 图 1：掩膜版工作原理 . - 5 - 图 2：掩膜版上下游产业链 . - 6 - 图 3：掩膜版主要分类 . - 7 - 图 4：掩膜版主要生产工艺流程 . - 8 - 图 5：掩膜版应用领域 . - 9 - 图 6：全球新型显示面板需求面积预测 . - 10 - 图 7：中国平板显示掩膜版需求全球占比 . - 10 - 图 8：全球半导体销售额情况 . - 10 - 图 9：我国集成电路市场销售额及增 长情况 . - 10 - 图 10：全球智能手机出货量 . - 11 - 图 11：全球车载触控模组出货量 . - 11 - 图 12：全球平板电脑出货量 . - 11 - 图 13：我国平板电脑出货量 . - 11 - 图 14：全球 PCB 电路板行业产值预测 . - 12 - 图 15：中国 PCB 电路板行业产值预测 . - 12 - 图 16：全球半导体市场区域结构 . - 12 - 图 17： 2016-2018 年全球集成电路市场规模（亿美元） . - 12 - 图 18：行业主要法律法规政策 . - 13 - 图 19：全球半导体用光掩模版市场规模及增速 . - 15 - 图 20：国内半导体用光掩模版市场规模及增速 . - 15 - 图 21：国内掩膜版供需统计 . - 15 - 图 22：全球面板用掩模版区域占比 . - 15 - 图 23：平板显示用掩膜版 技术路线预测图 . - 16 - 图 24：电视面板尺寸预测（单位：百万台） . - 17 - 图 25：全球薄膜晶体管液晶面板及掩膜版发展简表 . - 17 - 图 26：平板显示掩膜版行业中主要企业产业链基本情况 . - 18 - 图 27： 行业内主要企业 . - 18 - 图 28：掩膜版主要构成及性能比较 . - 19 - 图 29：全球各大厂商可供应的高端产品情况 . - 19 - 图 30：国内掩模版市场格局 . - 20 - 图 31：掩膜版主要构成及性能比较 . - 21 - 图 32：掩膜版原材料供应 被国外垄断 . - 22 - 图 33：清溢光电营业收入及增速 . - 23 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 4 - 专题研究报告 图 34：清溢光电归母净利润及增速 . - 23 - 图 35：菲利华营业收入及增速 . - 24 - 图 36：菲利华归母净利润及增 速 . - 24 - 图 37：石英股份营业收入及增速 . - 25 - 图 38：石英股份归母净利润及增速 . - 25 - 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 5 - 专题研究报告 掩膜版：电子元器件制程关键工具 掩膜版工作原理 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。 图 1： 掩膜版工作原理 资料来源： 清溢光电招股说明书 、中泰证券研究所 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。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 6 - 专题研究报告 掩膜版产业链 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。 图 2： 掩膜版上下游产业链 资料来源： 清溢光电官网 、中泰证券研究所 光掩膜版FPD （平面显示）IC 封装IC 制造PCB （线路板）图形设计光掩膜材料光掩膜设备上游材料 下游应用请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 7 - 专题研究报告 掩膜版分类 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。 图 3： 掩膜版主要分类 资料来源： 清溢光电 官网 、中泰证券研究所 掩膜版 生产 工艺流程 掩膜版的主要生产工艺流程如下： （ 1）图形设计：收到客户图形后，通过专业设计软件对客户的图形做二次编辑处理与检查。 （ 2）图形转换：将客户要求的版图设计数据分层，运算。再按照相应的工艺参数将文件格式转换为光刻设备专用的数据形式。 （ 3）图形光刻：通过光刻机进行激光光束直写完成客户图形曝光。掩膜版制造都是采用正性光刻胶，通过激光作用使需要曝光区域的光刻胶内部发生交联反应，从而产生性能改变。 （ 4）显影：将曝光完成后的掩膜版显影，以便进行蚀刻。在显影液的作用下，经过激光曝光区域的光刻胶会溶解，而未曝光区域则会保留并继续保护铬膜。 （ 5）蚀刻：对铬 层进行蚀刻，保留图形。在蚀刻液的作用下，没有光刻胶保护的区域会被腐蚀溶解，而有光刻胶保护的区域的铬膜则会保留。 铬版干版菲林液体凸版掩膜版精度高耐用价格高精度适中耐用性适中价格适中精度低不耐用价格低主要用来转移 PI 液等请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 8 - 专题研究报告 （ 6）脱膜：光刻胶的保护功能已经完成，脱膜工序通过脱膜液去除多余光刻胶。 （ 7）清洗：将掩膜版正、反面的污染物清洗干净，为缺陷检验做准备。 （ 8）尺寸测量：按照品质协议对掩膜版关键尺寸（ CD 精度）和图形位置（ TP 精度）进行测量，判定尺寸的准确程度。 （ 9）缺陷检查：对照客户技术 /品质指标检测掩膜版制版过程产生的缺陷并记录坐标及相关信息。掩膜版的基本检查主要有：基板、名称、版别、图形、排列、膜层关系 、伤痕、图形边缘、微小尺寸、绝对尺寸、缺陷检查等。 （ 10）缺陷修补：对检验发现缺陷进行修补。修补包括对丢失的细微铬膜进行 LCVD沉积补正以及对多余的铬膜进行激光切除等。 （ 11）清洗：再次清洗为贴合掩膜版 Pellicle 做准备。 （ 12）贴膜：将 Pellicle 贴合在掩膜版之上，降低下游客户制造过程中灰尘造成的不良率。 （ 13）检查：对掩膜版作最后检测工作，以确保掩膜版符合品质指标。 （ 14）出货：对掩膜版进行包装，然后发货。 图 4： 掩膜版主要生产工艺流程 资料来源： 清溢光电招股说明书 、中泰证券研究所 1 . 图形设计 2 . 图形转换 3 . 图形光刻 4. 显影 5. 蚀刻11. 清洗 12. 贴膜 13. 检查 14. 出货8 . 尺寸测量 7. 清洗 6. 脱模10 . 缺陷修补 9 . 缺陷检查请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 9 - 专题研究报告 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。 图 5： 掩膜版应用领域 资料来源： 半导体和显示面板用掩模版的现状、技术与市场需求 、 中泰证券研究所 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。 1）平板显示市场 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%。 请务必阅读正文之后的 重要声明 部分 - 10 - 专题研究报告 图 6： 全球 新型显示面板需求面积预测 图 7： 中国平板显示掩膜版需求全球占比 资料来源： 清溢光电招股说明书 、中泰证券研究所 资料来源： IHS、中泰证券研究所 2）半导体芯片市场 根据 WSTS 统计数据， 2018 年全球半导体芯片产业市场规模达到 4779.40 亿美元，同比增长 15.90%，市场规模创下历史新高。 2018 年中国半导体芯片产业规模 6574.40亿元，同比增长 21.50%。未来，半导体芯片产能将进一步向 国内 转移，在智能汽车、人工智能、存储器市场、物联网、 5G 通信商用等领域快速发展的带动下，半导体芯片产业迎来新一轮的发展高潮。 图 8： 全球半导体销售额情况 图 9： 我国集成电路市场销售额及增长情况 资料来源： 前瞻产业研究院 、中泰证券研究所 资料来源 ： CSIA、前瞻产业研究院 、中泰证券研究所 3）触控市场 触控行业产品 可以 应用于智能手机、平板电脑、车载显示、智能家居、医疗器械、工业控制等领域。目前，智能手机、平板电脑和车载显示是触控行业的主要应用领域。智能手机领域， 2016 年 全球智能手机 出货量达到最大为 14.71 亿台，近几年出现下滑的趋势， 2019 年 全球 智能手机出货量为 13.71 亿台，同比下跌 2.41%。 IDC 预测，随着5G 网络的逐渐商用， 2020 年智能手机出货量会出现反弹，同比将增长 1.6%。平板电脑-1 5 %-1 0 %-5 %0%5%10%15%20%25%30%35%01 , 0 0 02 , 0 0 03 , 0 0 04 , 0 0 05 , 0 0 06 , 0 0 020052006200720082009201020112012201320142015201620172018全球半导体销售额（亿美元）-2 0 %-1 0 %0%10%20%30%40%50%60%70%80%01 , 0 0 02 , 0 0 03 , 0 0 04 , 0 0 05 , 0 0 06 , 0 0 07 , 0 0 02 0 1 3 2 0 1 4 2 0 1 5 2 0 1 6 2 0 1 7 2 0 1 8销售额（亿元） 同比（右轴）