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证 券 研 究 报 告 掩膜 版国产替代空间广阔，龙头企业蓄 势待发 2024年6 月12日 作者：刘凯 执 业 证 书 编号：S0930517100002 于 文 龙 执 业 证 书编 号：S0930522100002 黄筱茜 执 业 证 书编 号：S0930524050001 半导体行业跟踪报告 之 十 六 请务必参阅正文之后的重要声明 2 掩 膜 版是微 电子制 造过程 中的图 形转移 母版，广泛应 用于半 导体、平板显 示、电 路板、触控屏 等领域。产能转移 带动国 产 化需求，技术迭 代 推动产品 发展。中 国大陆TFT LCD 已 占据绝对 优势，OLED 在全球 占比快 速 提升。平 板显示 需 求扩张，OLED长期成长 空间广 阔。中国大 陆已经 成 为全球面 板产能 最 多的地区，根据 Omdia 2023 年 9 月 统计分析，预计2024 年有24 条 8.5 代 以上高世 代线，其中 8.5/8.6 代合计 有 19 条，2024 年 中国大陆 预计有 23 条中精度 及高精 度 AMOLED/LTPS/a-Si。未 来随着 相关产 业进一步 向国内 转 移，中国 大陆平板 显示 行业 掩 膜 版的 需求 将持 续 上 升，预计到 2026 年，中国 大陆 平 板 显示 行业 掩膜 版 需 求全 球占 比将 达 到 60%。8.6 代及 以 下平 板显 示掩 膜版需求保持 稳定增 长，目前主 流 OLED 显示面板 厂尺寸 主 要集中在 G6，随着 各大厂商 对大尺 寸OLED 面板产线的 投 资和建设，预计 未 来 OLED 掩膜版产品也将向大尺寸靠拢。随着LTPO 屏幕技术普及，掩膜 版层数 也随之 增加。晶 圆厂 持续 扩产，成 熟制 程存 在巨 大国 产替 代空 间。晶圆 厂产 能扩 张带 动半 导体 材料 市场 规模 增长，半 导体 掩膜 版是 半导 体材 料中 占比 较大 的市场，根据龙图光罩 招股说明书，2022 年我国大陆半导体 掩膜版市场规模为15.56亿美元，2023 年预估为17.78 亿美 元，同比增长14.27%。根据SEMI 数据，在全球半导体掩膜版市场，晶圆厂自行配套的掩膜版工厂规模占比65%，独立 第三 方掩 模厂 商规 模占 比35%。独立第三方掩膜版市场主要被美国和日本三家公司所控 制，三 者共占 八成以 上的市 场规模，市场 集中度 较高。半导体 掩膜版 技术难 度较大，我国 厂商逐 步突破。清溢光电：国产 掩 膜版领航 者，面板+半导体双 翼齐飞。公司在8.6 代及 以下 平板显示 具备较 强 的产品技 术与制 造 工艺能力。2023 年，公司平 板显示掩膜版 的营收7.31 亿元，同 比增长25.42%。公司已实 现180nm 工艺节 点 半导体芯 片掩膜 版 的量产，以及150nm 工艺节点半 导体 芯片掩膜 版的客户测试认 证与小 规 模量产，正在推 进 130nm-65nm 的 PSM 和 OPC 工艺 的 掩膜版开 发和 28nm 半导体芯 片所需 的掩膜版 工艺开 发 规划。2023 年公司半导体芯片掩膜版的营 业收入 为 1.44 亿元，较上年同期增长 41.04%。公司拟 在佛山 市南海 区投资 人民币 35 亿 元 建设 佛山生 产基地 项目。路维光电：国产 掩 膜版头部 企业，“以屏带芯”拥抱 国 产替代浪 潮。公司于 2019 年 成功建 设G11 掩 膜版产 线，成为国 内第一 家 掌握G11 高世代掩膜版生产 技术的 本 土企业，是国内 唯 一一家可 以全面 配 套不同世 代面板 产 线（G2.5-G11）的 本土掩膜 版企业。公司的主 要客户 包 括京东方、TCL 华星、天马微 电子、信利、上海 仪电、昆山龙腾光 电股份 有限公 司 等。在半导体领域公 司实现 了180nm 及以上制 程节点半导 体掩膜 版量产，并积累 了 150nm 制 程 节 点 及 以 下 成 熟 制 程 半 导 体 掩 膜 版 制 造 关 键 核 心 技 术，可 以 满 足 国 内 先 进 半 导 体 封 装 和 半 导 体 器 件 等 应 用 需 求。2023 年 公 司 通 过 产 业基 金 路 维 盛 德 间 接 投 资 江 苏 路 芯 半 导 体 技 术 有 限 公 司130nm-28nm 制 程 节 点 的 半 导 体 掩 膜 版 产 线 项 目，该 项 目 预 计 总 投 资 人 民 币20 亿元。公 司 的主要客户包括国内某些领 先芯片 公司及 其配套 供应商、中芯 集成电 路（宁波）有 限公司、晶方 科技、华天科 技、通 富微电、三安光电等。投 资 建议：重点关 注掩膜 版行业 公司清 溢光电、路维 光电。风 险 提示：下游需 求不及 预期风 险、宏 观经济 不如预 期风险、行业 竞争加 剧风险。核心观点 1ZDWxOsPtQnMtNsRsPrOmN7NcMbRpNqQnPnReRqQqOfQmNmP7NmMwOvPmRoQNZtPoN请务必参阅正文之后的重要声明 目录 3 1、掩 膜版：半导体和平板显示制作的图形转移母板 2、平 板显示掩膜版：产能转移带动国产化需求，技术迭代推动产品发展 3、半导体掩膜版：晶圆厂持续扩产，成熟制程存在巨大国产替代空间 4、清 溢光电：国产掩膜 版领航者，面板+半导体双翼齐飞 5、路 维光电：我国掩膜版头部企业，“以屏带芯”拥抱国产替代浪潮 6、投 资建议：重点关注掩膜版行业公司清溢光电、路维光电 7、风 险提示 请务必参阅正文之后的重要声明 4 掩 膜 版是微 电子制 造过程 中的图 形转移 母版，是平板 显示、半导体、触控、电路 板等行 业生产 制造过 程中重 要的关 键材料。掩膜 版的作 用是将 设计者的电路图形通过曝光 的方式 转移到 下游行 业的基 板或晶 圆上，从而实 现批量 化生产。作为 光刻复 制图形 的基准 和蓝本，掩膜 版是连 接工业 设计和工艺制造的关键，掩膜 版的精 度和质 量水平 会直接 影响最 终下游 制品的 优品率。图 2：掩膜 版在 半导 体生 产中 的应 用 资料来源：清溢光电招股 说明书 1.1 掩 膜 版：微电子制造的图形转移母板 图 1：掩膜 版工 作原 理 资料来源：龙图光罩招股 说明书（注册 稿）NC5gAPT8Iyo61vNtMQFmI5DzSda0ryHb0G1WUCrSdD5lmQtq6q6D8G5IRE83Ciz7 请务必参阅正文之后的重要声明 5 掩 膜 版广泛 应用于 半导体、平板 显示、电路板、触控 屏等领 域。TFT-LCD 制造过程中，利 用掩膜 版的曝 光掩蔽 作用，将设计 好的TFT 阵 列和彩 色滤光 片图形 按照薄 膜晶体 管的膜 层结构 顺序，依次曝 光转移 至玻璃基板，最终形成多个膜 层所叠 加的显 示器件。晶圆制造过程中，其制造 过程需 要经过 多次曝 光工艺，利用 掩膜版 的曝光 掩蔽作 用，在 半导体 晶圆表 面形成 栅极、源漏极、掺杂 窗口、电极接 触孔等。半导体掩膜版在最 小线宽、CD 精度、位置精度等重要参数 方面的 要求，均显著 高于平 板显示、PCB 等领域掩膜版产品。资料来源：龙图光罩招股 说明书（注册 稿），SEMI，Omdia，光 大证券研究所整理 注：半导 体掩膜 版市场 规 模统计的 为独立 第三方 半 导体掩膜 版市场 规模，不包括晶圆厂自行配套的 掩膜版 市场规 模。1.2 掩 膜 版：半导体和平板显示为两大主要应用领域 表 1：各类 掩膜 版及 下游 应用 占比 产品类型 产品应用领域 下游应用 市场 占 比 下 游 应 用 代 表厂商 半导体掩膜版 逻辑电路制造、模拟电路制造、功率器件制造、MEMS 传感器制造、IC 封装等 60%台积电、英特尔、中芯 国际、华虹半导体、华润微、中芯集成、士 兰微、积 塔半 导体、比亚迪半导体、立昂微、燕东微、高德红外、长电科技等 平板显示掩膜版 LCD 显示屏制造、OLED 显示屏制造等 28%京东方、天马微电子、华星光电、中 电熊猫、惠科等 其他 电路板（PCB、FPC）制造、触控屏（TP）制造、光学 器件制造等 12%蓝思科技、紫翔电子等 关键参数 关键参数说明 半导体掩膜版 平 板 显 示 掩 膜版 PCB 掩膜版 掩膜版最小线宽 掩 膜 版线 宽越 小，制 作 难度 越高，对应下游产品线宽越小 0.5m 1.2m 10m CD 精度 数值越小，说明精度越高 0.02m 0.10m 0.50m CD 精度均值偏差 数值越小，说明精度稳定性越高 0.02m 0.12m 1m 位置精度 数值越小，掩 膜版实际图形位置坐标与设计值的偏差越小，精度越高 0.02m 0.28m 套刻层数 下游生产 时使用 的掩 膜 版的 层数，层数越多对套刻精度要求越高 成套芯片用掩膜 版包含的张数较多，通常十几张到数十张不等 成套的平板显示用掩膜版一般数量相对较少，即使是AMOLED 一般也仅需十数张 通常张数为个位数 表 2：各类掩膜版参数 注：此处掩 膜版最小线宽 指掩 膜 版产品 本身的 最小线 宽。由 于半导 体光刻 时使用 投影式 光刻，掩 膜 版 上曝光 的图案 按照4:1 的比例投影至晶圆上，因 此0.5 m 的掩膜 版自身最小线宽对 应下游 半导体 线宽约 为130nm。显 示 面板、PCB 在曝光时通常采用接近式光 刻，掩 膜 版上 的图 案 按照1:1 的比例曝光。资料来源：龙图光罩招股 说明书（注册 稿），光大证 券研究 所整理 请务必参阅正文之后的重要声明 目录 6 1、掩 膜版：半导体和平板显示制作的图形转移母板 2、平 板显示掩膜版：产能转移带动国产化需求，技术迭代推动产品发展 3、半导体掩膜版：晶圆厂持续扩产，成熟制程存在巨大国产替代空间 4、清 溢光电：国产掩膜 版领航者，面板+半导体双翼齐飞 5、路 维光电：我国掩膜版头部企业，“以屏带芯”拥抱国产替代浪潮 6、投 资建议：重点关注掩膜版行业公司清溢光电、路维光电 7、风 险提示 请务必参阅正文之后的重要声明 7 随 着 韩国三 星、LG 逐 步 关停或出 售所拥 有的 TFT LCD 生 产 线，中 国大陆 在全球 TFT LCD 市场 的 占 比进 一步提 升。Omdia 预测，到2027 年中国大陆LCD 产能在全球的占比（按面 积）将 达到 73.74%，占据绝对领先地位。OLED 在 全 球占 比 快速 提 升。在 平板 显 示领 域，韩 国 已逐 步 放弃 TFT LCD 市场，转而将焦点放在 利润更 为丰厚 且具有 独特优 势的 OLED 市场，中国面板企业在 OLED 领域奋起直追，不断缩小 与韩国 的差距。2023 年第四季度，京东方在折叠 屏 OLED 市场实现了对三星显示的 超越，占有率 排名居市场第一。UBI Research 预测，2024 年韩国 OLED 智能手机面板出货量的占 有率将 同比减 少 4.6 个百分点，降至 53%；到 2025 年将逐渐下降到 45.2%。中国在2023 至2024 年OLED 智能手 机面板 出货量 占有率 预计将 从 42.4%增 加到 47%，预计2025 年将会 攀升至 54.8%。2025 年中国对OLED 智能手机面板占有率将 超过韩 国。根据路维光电2023 年年 报，2024 年中国柔性 OLED 智能手机面板出货量占比有 望首次 超过韩 国，成 为全球最大的智能手机柔性 AMOLED 生产国。由于 OLED 是电流驱动显示，对像素 驱动电 路要求 更高，进而对 掩膜版 的质量 和数量 提出了 更高的 要求，高端掩膜版需求增长。图 3：全球各地区显示面板产能占比（按面积）2.1 中国大陆 TFT LCD 已 占 据 绝对优势，OLED 在 全 球 占比快速提升 资料来源：Omdia，路 维光 电2023年年报 请务必参阅正文之后的重要声明 8 平 板 显示需 求扩张。平板 显示行 业长期 发展呈 现像素 高精度 化、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 Omdia 2023 年9 月预测，2027 年全球平板显示需求超过 300 百万平方米。OLED 长期 成长 空 间广 阔。根据Omdia 预测，从2021 到2028 年，按面 积 计算 的 全球AMOLED 显示 面板 需 求CAGR 将达 到11.6%。Omdia 认 为，AMOLED 已成功进入智能手机市 场，大 多数智 能手机 品牌已 经在其 高端机 型上采 用了AMOLED 面板。从面积 角度，高端电 视市场 对OLED 面板的需求超过了智能手机市场，未来将 持续增 长；多 个移动PC 品牌也 开始在 其高端 机型上 采用AMOLED 显示面 板，更 薄且亮 度更高 的显示 屏能够 提升移动PC 的产品品质，在 推向市 场时也 可作为 一大卖 点。图 5：全球AMOLED 面板面积需求预测 资料来源：Omdia 图 4：全球 2022-2027 年 平板显示需求预测（单位：千平米）2.1 平 板 显 示需求扩张，OLED 长期成长空间广阔 图 6：AMOLED 面板分应用面积需求预测（单位：百万 平 方 米）资料来源：Omdia，光大证 券研究 所整理 资料来源：Omdia，光大证 券研究 所整理 请务必参阅正文之后的重要声明 9 中 国 大陆已 经成为 全球面 板产能 最多的 地区。近年来 我国集 中建设 高精度、高世 代面板 线为承 接全球 新型显 示产能 转移提 供了良 好条件，全球 平板显示产业布局向中国转 移的进 程明显 加快。我国平 板显示 产业集 中度进 一步提 高，京 津唐、长三角、珠三 角以及 成渝鄂 等四大 产业聚 集区开 始建设高精度、高世代面板线。根据 Omdia 2023 年 9 月预计，全球各区域面 板制造 商的产 能份额 中，在 2026 年中国大陆 6 代产能占比将达到 45%左右，6 代以上产能占比将达到 80%；多条 AMOLED/LTPS 生产线建设进展顺利，京东方、华星 光电、天马、维信诺、和辉 光电等 企业在 AMOLED/LTPS 高分辨率、折叠屏、全 面屏、高饱和 度等新 技术上 加大投 入，量 产进程 稳步推 进。图 7：全球 2000-2028 年 全球各区域各世代面板制造商的产能份额趋势 2.1 中 国 大 陆平板显示产能建设加速 资料来源：Omdia 请务必参阅正文之后的重要声明 10 2023 年是我国显示产业的投资大 年。2023 年一季度京东方宣布投资 290 亿建设第 6 代新型半导体显示器件 生产线 项目，着力布 局 VR、Mini LED 等高端显示技术；四季度，京东 方宣布 在成都 投资 630 亿元建设 8.6 代 AMOLED 生产线项目，主要生产用 于笔记 本电脑、平板 电脑等 高端触 控显示屏，推进 OLED 在高端中尺寸 IT 类产品渗透，开拓中尺 寸 OLED 屏幕产品的广阔市场。与 此同时，TCL 华星在其全球显示生态大会 上宣布，投资建设采用印刷 OLED 技术生产显示屏的生产 线，主 要生产 用于 IT、医疗等领域的显示屏。根据 Omdia 2023 年 9 月 统 计分析，预计2024 年有 24 条8.5 代 以 上高世 代线，其 中 8.5/8.6 代 合 计有 19 条，2024 年中国 大陆预 计有 23 条 中 精度及 高精度 AMOLED/LTPS/a-Si。2.1 中 国 大 陆平板显示产能建设加速 表 3：2024 年 19 条 8.5/8.6 代高精度 TFT 产线情况 资料来源：Omdia 2023 年统计及预测，光大证 券研究 所整理 生产商 工厂 应用 主要技术 代数 1 京东方 BOE B4 LCD a-Si 8.5 2 京东方 BOE B5 LCD+OLED a-Si 8.5 3 京东方 BOE B8 LCD a-Si 8.5 4 京东方 BOE B10 LCD a-Si 8.5 5 京东方 BOE B18 LCD Oxide 8.5 6 京东方 BOE B19 LCD Oxide 8.6 7 华星光电 CSOT T1 LCD+EPD a-Si 8.5 8 华星光电 CSOT T2 LCD a-Si 8.5 9 华星光电 CSOT T9 LCD a-Si/Oxide 8.6 10 华星光电 CSOT T10 LCD a-Si 8.5 11 惠科 HKC H1 LCD a-Si 8.6 12 惠科 HKC H2 LCD a-Si 8.6 13 惠科 HKC H4 LCD a-Si 8.6 14 惠科 HKC H5 LCD a-Si 8.6 15 咸阳彩虹 CECX 1 LCD a-Si 8.6 16 LG Display LGD GP1 LCD a-Si 8.5 17 LG Display LGD GP3 OLED Oxide 8.5 18 天马 Tianma TM19 LCD a-Si/Oxide 8.6 19 泰嘉 Taijia LCD a-Si 8.5 请务必参阅正文之后的重要声明 11 2.1 中 国 大 陆平板显示产能建设加速 表 4：2024 年 23 条 中 精 度及高精度 AMOLED/LTPS/a-Si 情况 资料来源：Omdia 2023年统计及预测，光大证 券研究 所整理 生产商 工厂 应用 主要技术 代数 备注 1 友达光电 AUO L6K LCD LTPS 6 2 京东方 BOE B3 LCD a-Si 6 3 京东方 BOE B6 LCD+OLED LTPS 5.5 4 京东方 BOE B7 OLED LTPS 6 5 京东方 BOE B11 OLED LTPS 6 6 京东方 BOE B12 OLED LTPS 6 7 京东方 BOE B20 LCD+Micro LED LTPS 6 8 京东方 BOE B16 OLED-8.6 计划中 9 中电熊猫 C1 LCD a-Si 6 10 华星光电 CSOT T4 OLED LTPS 6 11 华星光电 CSOT T3 LCD LTPS 6 12 华星光电 CSOT T5 OLED LTPS 6 13 和辉光电 Everdisplay 1 OLED LTPS 4.5 14 和辉光电 Everdisplay 2 OLED LTPS 6 15 华佳彩 MDT 1 LCD+OLED a-Si 6 16 天马 TM15 OLED LTPS 5.5 17 天马 TM16 LCD+OLED LTPS 6 18 天马 TM17 OLED LTPS 6 19 天马 TM18 OLED LTPS 6 20 维信诺 VSX V1 OLED LTPS 5.5 21 维信诺 VSX V1 OLED LTPS 6 22 维信诺 VSX V1 OLED LTPS 6 23 维信诺 VSX V1 OLED LTPS 8.6 计划中 请务必参阅正文之后的重要声明 12 根据 Omida 分析，2022 年全球光掩膜版市场约为 1,280 亿日元，2024 年预计将达到 1,309 亿日元。根据 Omdia 分析，中国大陆平板显示 行业掩膜版需求占全球比重，从 2017 年的 32%上升到 2022 年的 57%。未 来随 着相关 产业进 一步向 国内转 移，中 国大陆 平板显 示行业 掩膜版 的需求 将持 续 上升，预计 到 2026 年，中国大陆平板显示 行业掩 膜版需 求全球 占比将 达到 60%。根 据前 瞻产 业研 究 院数 据，2021年我 国平 板显 示（FPD）掩膜版市场规模为30.24 亿元，估测2022 年我 国平板 显示（FPD）掩 膜版市 场规模 约为35.38 亿元。资料来源：Omdia 2.1 平 板 显 示掩膜版国产替代需求旺盛 图 8：全球光掩膜版市场规模 图 9：全球 各 区 域 平板显示掩膜版市场份额预测 资料来源：Omdia 请务必参阅正文之后的重要声明 13 大尺寸屏幕的需求增加引 领全球 平板显 示产业 向8+代线和10+代线 迈进。面板的 世代数 是按照 产线所 应用的 玻璃基 板的尺 寸划分，总体 来说，面板代数越高，面板的玻璃 基板尺 寸越大，切割 的屏幕 数目越 多，利 用率和 效益越 高。近 几年面 板厂商 积极投 资与扩 产大尺 寸世代 线，面 板尺寸 的增大带动其上游材料掩膜版 朝着大 尺寸化 的方向 发展，也会带 动大尺 寸掩膜 版的需 求增长。随着 面板 世 代数 不 断演 进，掩 膜 版的 世 代也 相 应演 进。图 11：90寸及23.3 寸面板切割效率示意图 资料来源：路维光电招股 说明书 2.2 显 示 面 板趋向大尺寸，平板显示掩膜版需求增加 图 10：65寸及75寸面板切割效率示意图 资料来源：路维光电招股 说明书 请务必参阅正文之后的重要声明 14 8.6 代 及 以下平板 显示行业 掩膜版 需求保 持稳定 增长。根据 Omdia 分析，预计 2027 年全球 8.6 代及以下平板显示行业掩膜 版销售 收入为 1,293 亿日元，占全球平板显示 行业掩 膜版销 售额的 比例为 93.5%。根据 Omdia 2021 年的预测，在 2019 年和 2022 年之间，液晶电视平均尺 寸预计 将从 45.6 英寸增加到 50.2 英寸。自 2018 年起，G11（2940mmx3370mm）及 以内 液晶 面 板玻 璃 基板 能 较好 地 满足 产 品切 割 需求。OLED 产品方面，受限于蒸镀机 尺寸，目前主 流 OLED 显 示 面板厂 尺寸主 要集中 在 G6，对 应掩 膜版产品主要集中在 850mmx1200mm 尺寸。三星宣布在韩国牙山投建全 球首条 G8.6OLED 生产线，京东方在 2023 年四季度也宣布在成都投 建 G8.6 AMOLED 产线，LG 计划通过出售广州工厂筹集资金建设其 G8 AMOLED 产线。随 着各大厂商 对大尺 寸 OLED 面 板 产线的 投资和 建设，预计未 来 OLED 掩 膜 版产品 也将向 大尺寸 靠拢。资料来源：Omdia 2023年预测 2.2 显 示 面 板趋向大尺寸，平板显示掩膜版需求增加 图 12：全球8.6 代及以 下平板显示行业掩膜版销售预测（单位：万日元）图 13：不 同 尺 寸的面板基板对应不同尺寸的掩膜版（单位：mm）资料来源：路 维光 电招 股 说明 书 请务必参阅正文之后的重要声明 15 高分辨率 终端显 示 产品的渗 透带动 掩 膜版向高 精细化 的 方向发展。掩膜 版 作为平板 显示制 造 过程的关 键材料，对面板产 品的精 度 起决定性 的作用，高分辨率产品对掩膜版的 精度提 出了更 高的技 术要求。近年 来随着 平板显 示解析 度不断 提高，TFT 半 导体主 动层材 料已逐 步采用LTPS/Oxide 技 术，并朝着LTPO（低 温多 晶氧 化 物）等 新技 术 演变。对于 掩 膜版 的 配套 技 术要 求，主 要 体现 在 曝光 分 辨率（最小 线 宽线 缝）、最 小孔 或 方块、CD 均匀性以及套合精度的不断提 升。随着LTPO 屏幕 技术普 及，掩 膜版层 数也随 之增加。为进 一步降 低AMOLED 屏幕的功 耗，业 内在LTPS 背 板的基 础上开 发出了LTPO 背板显 示技术。传统LTPS 背板一般需要9-13 层 掩膜版，结合IGZO 技术后，LTPO 背 板工艺 所需掩 膜版增 加至13-17 层。2023 年，LTPO OLED 屏幕出货量达 1.882 亿片，较 2022 年的 1.4273 亿片增长 31.9%。2.2 平 板 显 示掩膜版趋向高精度，LTPO 工艺所需掩膜版层数增长 图 14：平板显示掩膜版精度发展趋势简图 资料来源：Omdia 请务必参阅正文之后的重要声明 目录 16 1、掩 膜版：半导体和平板显示制作的图形转移母板 2、平 板显示掩膜版：产能转移带动国产化需求，技术迭代推动产品发展 3、半导体掩膜版：晶圆厂持续扩产，成熟制程存在巨大国产替代空间 4、清 溢光电：国产掩膜 版领航者，面板+半导体双翼齐飞 5、路 维光电：我国掩膜版头部企业，“以屏带芯”拥抱国产替代浪潮 6、投 资建议：重点关注掩膜版行业公司清溢光电、路维光电 7、风 险提示 请务必参阅正文之后的重要声明 17 根据SEMI 世 界晶圆 厂预测 报告，2024 年半导 体行业 的增长 将由前 沿逻辑 和代工、包括 生成式 人工智 能和高 性能计 算（HPC）在 内的应 用的产 能 增长以 及芯片 终端需 求的复 苏推动。全球 半导体 每月晶 圆（WPM）产能在2023 年 增长5.5%至2960 万片后，预计2024 年 将增长6.4%，首 次突破每月3000 万片 大 关（以200mm 当量 计算）。从2022年至2024 年，全 球半 导 体行 业 计划 开 始运 营82个 新的 晶 圆厂，其中 包 括2023 年的11 个 项目和2024 年的42 个项目，晶圆尺 寸从300mm 到100mm 不等。在政府资 金和其 他 激励措施 的推动 下，预计中 国将增 加 其在全球 半导体 产 能中的份 额。SEMI 预计中国 芯片制 造 商将在2024 年开 始 运营18 个项 目，2023 年产能同比增 长12%，达到 每月760 万 片晶圆，2024 年产能 同比增 加13%，达到 每月860 万片晶 圆。中 国台湾 预计仍 将是半 导体产 能第二 大地区，2023年产能将 增长5.6%至每月540 万片晶 圆，2024 年增 长4.2%至 每月570 万片晶 圆。该 地区准 备在2024 年开 始运营 五家晶 圆厂。韩国的 芯片产能排名第三，2023 年为 每月490 万片晶 圆，随 着一家 晶圆厂 的投产，2024 年增长 了5.4%为每 月510 万 片晶圆。日本 预计将 在2023 年和2024 年分别以每月460万片和470 万片 的 产量 位 居第 四，随 着2024 年 四家 晶 圆厂 的 投产，产能 将 增长2%。2024 年，美 洲将 新 增6 家 晶圆 厂，芯 片 产能 同 比增长6%，达到每月310 万 片晶圆。随着 四家新 晶圆厂 的投产，欧洲 和中东 地区的 产能预 计将在2024 年 增长3.6%，达到 每月270 万片晶 圆。随 着四个新晶圆厂项目的启动，东 南亚准 备在2024 年将 产能提 高4%，达 到每月170 万片 晶圆。Foundry 供 应商预 计将成 为最大 的半导 体设备 买家，2023 年产 能 将增至 每月930 万片晶 圆，2024 年产 能将达 到创纪 录的每 月1020 万片晶 圆。3.1 晶 圆 厂产能扩张带动半导体材料市场规模增长 资料来源：SEMI World Fab Forecast，2023Q4 统计 及预 测 图 15：新增运营晶圆厂个数 请务必参阅正文之后的重要声明 18 SEMI（国际半导体产业协会）最新 数据显 示，2023 年全 球半导 体材料 市场销 售额从2022年的727 亿 美元同 比下降8.2%，至667 亿美元，主要 因为2023 年半导体行业 处于去 库存过 程中，晶圆厂 利用率 下降，从而材 料消耗 下降。2023 年，晶圆制造材 料销售 额下降7%至415 亿 美元，封装材 料销售额下降10.1%至252 亿美 元。根 据SEMI 数据、CEMIA 数据，中国大陆半导体材 料市场 规模快 速增长，从2019年为87 亿美元增长至2022年的129.7 亿美元，年复合 增长率 为14.24%，预 估2023 年规模为148.2 亿美元。资料来源：SEMI 材料市场 数据订 阅(MMDS),2024 年5 月 3.1 晶 圆 厂产能扩张带动半导体材料市场规模增长 图 16：2019-2023年全球半导体材料市场规模（单位：十亿美元）资料来源：SEMI，CEMIA，龙图 光罩招 股说明 书（注 册稿），光大 证券研 究所 图 17：2017-2023 年中国半导体材料市场规模 请务必参阅正文之后的重要声明 19 半导体材 料可以 划 分为制造 材料和 封 装材料两 部分。其 中制造材 料包括 硅 片（也称 晶圆）、电子气体、掩膜 版 光刻胶、湿电子 化 学品以及 靶材等。SEMI 数据显示，2018-2022 年，全 球半导 体掩膜 版市场 规模由40.41 亿美 元增长 至49 亿美 元，复 合年均 增长率 达4.9%，预 估2023 年半导 体掩膜 版市场规 模将 继续 增 长 至50.98 亿美 元。根 据龙 图光 罩招 股 说 明书，2022 年我 国 大陆 半导 体掩 膜 版 市场 规模 为15.56 亿 美元，2023 年预 估 为17.78 亿美 元，同 比 增长14.27%。图 19：2018-2023年全球半导体掩膜版市场规模 3.1 半 导 体掩膜版：半导体材料中占比较大的市场 图 18：2022 年半导体制造材料市场结构 资料来源：SEMI，华经产 业研究 院，光 大证券 研究所 图 20：2017-2023 年中国半导体掩膜版市场规模 资料来源：SEMI，CEMIA，龙 图光罩 招股说 明书（注册稿），光大证券研究所 资料来源：SEMI，中商产 业研究 院，光 大证券 研究所 请务必参阅正文之后的重要声明 20 半导体掩 膜版生产 厂商可以分为晶圆 厂自建配套工厂和 独立第三方掩 膜 厂 商两大类。由于28nm 及以下的先进制程晶圆制造工艺复杂且难度大，各家用于芯片制造的掩 膜版涉及晶圆制造厂的重要工艺机密且制造难度较 大，因此先进制程 晶圆制造厂商所用 的掩 膜 版大部分由 自己的专业工厂内部生产，如 英特 尔、三星、台 积电、中 芯 国际 等 公司 的掩 膜 版均 主 要由 自制 掩 模版 部 门提 供。对于28nm 以上 等较 为 成熟 的 制程 所用 的 掩 膜 版，芯片制造厂商为了降低成本，在满足技术要求下，更倾向于向独立第三方掩 膜 版厂商进行采购。根据贝恩咨询发 布的 中国半导体 白皮书，全球晶圆制造代 工收入 中28nm 以上制程 的收 入占比约 为55.38%，占据晶 圆代工 大 部分收入。根据SEMI 数据，在全球 半 导体掩膜 版市场，晶圆厂自 行配套 的 掩膜版 工厂规 模占比65%，独立第 三方掩 膜厂商 规模占 比35%。独立第三 方掩膜 版 市场主要 被美国Photronics、日本Toppan 和日本DNP 三 家公司所 控制，三 者共占八 成以上 的 市场规模，市场 集 中度较高。由于半导体掩 膜 版具有较高的进入门槛，国内半导体掩膜 版主要生产商仅包 括中芯国际光罩厂、迪思微、中微掩 模、龙图光罩、清 溢光电、路维光电、中国台湾光罩等。图 22：全球独立第三方半导体掩膜版厂商市场格局 3.2 独 立 第三方半导体掩膜版市场中，海外公司占比较高 图 21：全球半导体掩膜版厂商市场格局 资料来源：龙 图光 罩招 股 说明 书（注 册 稿），光大证券研究所 资料来源：SEMI，龙 图光 罩招 股 说明 书（注 册 稿），光大证券研究所 请务必参阅正文之后的重要声明 21 半 导 体掩膜 版行业 具有显 著的资 本投入 大、技 术壁垒 高、高 度依赖 专有技 术的特 点。晶 圆制造 厂商自 行配套 掩 膜 工 厂，主 要是出 于制作 能力的 考量，但随着制程工艺逐渐 成熟及 第三方 掩 膜版 厂商的 制作水 平的不 断提升，自建 掩 膜工 厂的诸 多弊端 逐渐体 现，如 设备、人工投 入巨大，生产 环节过于复杂，成本过于昂贵 等。第 三方半 导体掩 膜 版厂 商能 充 分发 挥 技术 专 业化、规模 化 优势，具有 显 著的 规 模经 济 效应。在技 术 水平、产品 性 能指标符合要求前提下，独立 第三方 掩 膜版 厂商对 晶圆制 造厂商 的吸引 力不断 增加。由于掩 膜版承 载着芯 片设计 方案和 图形信 息，涉 及到芯 片设计 公司的重要知识产权，第三方 半导体 掩 膜版 厂商作 为芯片 设计与 芯片制 造的中 间桥梁，能够 更好地 发挥信 息隔离 功能，芯片设 计公司 更倾向 于将芯 片设计版图交给第三方掩 膜厂 进行掩 模生产 以保证 自身的 信息安 全。随着技术 水平不 断提高，第三 方独立 掩膜版 厂商竞 争优势 将不断 体现，市场份 额将持 续 增加。表 5：半导体掩膜版行业具有较强抗周期行业特性，需求稳定性较高 3.2 半导体掩 膜版行业需求稳定性较高，独立第三方厂商市场份额增大 资料来源：龙图光罩招股 说明书（注册 稿），光大证券研究所 特征 介绍 半导体产品不断迭代创新 随着我国半导体芯片行业 的国产 替代推 进，技 术水平、工艺 能力不 断进步，芯片 设计公 司将会不断推出新的产品，对于 掩 膜版 的产品 需求不 断增加。半导体掩膜 版具有部分逆 产业周 期特性 当半导体行业处于下行周 期，晶 圆制造 厂商的 产能利 用率不 足时，为了提 升产能 利用率，晶圆制造厂商会向众多的中小 芯片设 计公司 提供晶 圆代工 服务，从而生 产的半 导体产 品类型 亦会增多，相应增加掩膜 版的需 求量；同时当 下游需 求低迷 时，芯 片设计 公司将 通过设 计新产 品刺激市场，提升销量，新产品 也会带 来对掩 膜版的 增量需 求。半导体产品种类繁多，应 用广泛 与产品种 类较为 集 中的平板 显示行 业 相比，半 导体行 业 的产品种 类繁多、工艺多样、应用 广 泛，不同类型的产品应用于不 同的终 端场景，如消 费电子、人工 智能、汽车电 子、新 能源、工业制造、无线通信、物联网等，掩 膜 版的 需 求此 消 彼长，不容 易 因某 单 一行 业 波动 而 产生 较 大的 需求影响。请务必参阅正文之后的重要声明 22 半导体生产工艺通常采用 投影式 光刻方 法，在 投影式 光刻中，激光 透过掩 膜版后，经过 投影物 镜成像 到晶圆 的光刻 胶表面，通过 掩 膜版 对光线 的遮挡或透过功能，实现掩 膜 图案 向晶圆 线路图 的图形 转移。半导体 掩 膜版 的技术 演进的 过程，是不断 解决极 限情况 下光的 干涉与 衍射现 象、克 服物理极限的过程。随着掩 膜 版的线 宽 和线缝越 来越小，当尺寸逐 渐接近 光 刻机的波 长时，曝 光过程中 就会出 现 严重的衍 射现象。光的衍射 现象是 指 光在传播 过程中，遇到尺寸与波长大小相近 的障碍 物时，光会传 到障碍 物的阴 影区并 形成明 暗变化 的光强 分布情 况。这 种情况 在投影 式光刻 中尤为 明显，激光通 过掩膜 版的透光区和投影物镜 后会出 现显著 的夫琅 禾费衍 射现象，导致 曝光图 形边缘 的分辨 率降低，图案 边缘失 真严重，CD 精度大幅下降。因此，为了 提 高光刻 环节曝 光图形 的CD 精 度，必须要 对掩膜 图案进 行光学 邻近效 应修正（OPC）。图 24：由于光的衍射造成的图像失真及OPC 效果对比 3.3 半 导 体 掩膜版技术难度较大，我国厂商逐步突破 图 23：投影式光刻原理图 资料来源：龙图光罩招股 说明书（注册 稿）资料来源：龙图光罩招股 说明书（注册 稿）请务必参阅正文之后的重要声明 23 随着掩 膜 版图形越来越复 杂、线 路密度 越来越 大，掩 膜版的 透光区 间距离 便越来 越短，此时曝 光过程 中就会 出现显 著的干 涉现象。光的 干涉是指两束相干光相遇而引起 光的强 度重新 分布的 现象。当掩 膜 版的透 光区间 位置趋 于接近 时，从 相邻两 个透光 区射出 的光线 频率相 同、振 动方向 相近、相位差恒定，形成了 相干光。两列 或多列 相干光 在空间 相遇时 相互叠 加，光 强在某 些区域 始终加 强，在 另一些 区域则 始终削 弱，出 现了稳 定的强弱分布现象。上述现 象会造
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