我國(guó)光掩模玻璃基板的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

光學(xué)掩模板，又稱光掩模板、掩模板、掩膜版、光掩膜、光刻掩膜版、光罩等，在薄膜、塑料或玻璃基體材料上制作各種功能圖形并精確定位，以便用于光致抗蝕劑涂層選擇性曝光的一種結(jié)構(gòu)，是微電子制造中光刻工藝所使用的圖形母版。光掩模板應(yīng)用十分廣泛，在涉及光刻工藝的領(lǐng)域都需要使用光掩模板，主要用于集成電路（IC）、平板顯示器（FPD）、印刷電路板（PCB）、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等領(lǐng)域。光掩?；妫ɑ澹┦侵谱魑⒓?xì)光掩模圖形的感光性空白板，比如光掩模鉻版基板，是光掩模板基體材料上鍍鉻所得到的感光性空白板，再通過(guò)光刻制版等工序就可以獲得所需光掩模板。常用光掩模板分類見(jiàn)表1。三種光掩模用玻璃基板的特點(diǎn)及主要用途如表2所示。表1常用光掩模板分類表2三種光掩模用玻璃基板的比較光掩模玻璃基板發(fā)展概況：我國(guó)的光掩模制作始于60年代中期，比國(guó)外晚5～6年。當(dāng)年采用傳統(tǒng)的照相術(shù)及手搖光刻機(jī)開展工作，光掩模玻璃基板從日本和美國(guó)進(jìn)口，主要為美國(guó)柯達(dá)玻璃和日本“櫻花”玻璃。1978年3月，我國(guó)大連玻璃廠3機(jī)窯光掩模玻璃基板（當(dāng)時(shí)稱為制版玻璃）生產(chǎn)線投產(chǎn),雖在一定程度上滿足了國(guó)內(nèi)制版玻璃的需要，但玻璃可選的成品率僅有10%左右，1984年2月，在大連召開了制版玻璃科研攻關(guān)論證會(huì)。在上世紀(jì)80年代后期，隨著一些平拉工藝生產(chǎn)線的引進(jìn)，光掩模玻璃基板基本使用平拉玻璃。90年代后期，隨著浮法玻璃技術(shù)在我國(guó)不斷發(fā)展，光掩模玻璃基板開始使用浮法玻璃。2005年7月超白浮法玻璃生產(chǎn)線投產(chǎn)后，光掩模玻璃基板使用超白浮法玻璃，極少量使用合成石英玻璃。2010年以來(lái)，我國(guó)加大了對(duì)光掩模玻璃基板研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。首先，中國(guó)建材總院項(xiàng)目組通過(guò)對(duì)精密加工技術(shù)的研發(fā)，引入或試制了多種精密加工設(shè)備，并開發(fā)、完善了集成開發(fā)光掩模板用高精度石英玻璃基片的精密加工技術(shù)與系統(tǒng)。中國(guó)建材總院建立的石英玻璃基板生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的批量加工、高精度加工，在保證產(chǎn)量的同時(shí)其質(zhì)量也能夠完全滿足IC產(chǎn)業(yè)光掩模板用玻璃基板的高精度要求。隨著中國(guó)建材總院與多家國(guó)內(nèi)外客戶達(dá)成了長(zhǎng)期合作的意向，我國(guó)企業(yè)已不再純粹依賴國(guó)外進(jìn)口，而是將其部分訂單逐步移交中國(guó)建材總院進(jìn)行加工和生產(chǎn)。2011年，湖北有限公司的石英材料在通過(guò)日本半導(dǎo)體材料認(rèn)證后，又陸續(xù)獲得Lam（泛林）和AMAT（應(yīng)用材料）的認(rèn)證，且認(rèn)證產(chǎn)品規(guī)格繼續(xù)增加，目前Lam認(rèn)證的規(guī)格已達(dá)22種，AMAT認(rèn)證的規(guī)格有18種。2016年11月07日，菲利華生產(chǎn)的光掩模基板規(guī)格可以做到1.4m×1.2m。2018年8月，湖北菲利華石英玻璃股份有限公司研發(fā)出G8代光掩?；?。菲利華形成了G4到G8代的完整產(chǎn)業(yè)鏈，打破了長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)外壟斷。光掩模玻璃基板發(fā)展趨勢(shì)分析：1.國(guó)家主要法律法規(guī)政策引導(dǎo)和推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。為提升我國(guó)平板顯示和半導(dǎo)體芯片等行業(yè)配套材料的國(guó)產(chǎn)化率，改善產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，促進(jìn)行業(yè)持續(xù)、健康發(fā)展，國(guó)家相關(guān)部門出臺(tái)了一系列法律法規(guī)及政策，為光掩模玻璃基板行業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供了有力保障。2018年11月7日，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)分類（2018）》中提出：新型電子元器件及設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)（代碼1.2.1）中，顯示器件制造（行業(yè)代碼3974）和光電子器件制造（行業(yè)代碼3976）全部納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，集成電路（代碼1.2.4）中，集成電路制造（行業(yè)代碼3973）亦納入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。2019年10月30日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)令第29號(hào)發(fā)布《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》，其中鼓勵(lì)類二十八、信息產(chǎn)業(yè)中有“線寬0.8微米以下集成電路制造”、“薄膜場(chǎng)效應(yīng)晶體管LCD（TFT-LCD）、有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）、電子紙顯示、激光顯示、3D顯示等新型平板顯示器件、液晶面板產(chǎn)業(yè)用玻璃基板、電子及信息產(chǎn)業(yè)用蓋板玻璃等關(guān)鍵部件及關(guān)鍵材料”。2.光掩模玻璃基板產(chǎn)品尺寸趨向大型化：（1）大直徑是硅片未來(lái)發(fā)展方向。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)需求的變化，大尺寸硅片占比將逐漸提升。在圓形硅片上制造矩形的硅片會(huì)使硅片邊緣處的一些區(qū)域無(wú)法被利用，從而帶來(lái)部分浪費(fèi)，隨著晶圓尺寸的增大，損失比就會(huì)減小。目前8英寸（1英寸=25.4mm）硅片主要用于生產(chǎn)功率半導(dǎo)體和微控制器，邏輯芯片和存儲(chǔ)芯片則需要12英寸硅片。2019年12英寸硅片全球市場(chǎng)份額預(yù)計(jì)為70.4%，見(jiàn)表3。表312英寸硅片市場(chǎng)占比情況（2）顯示面板的大屏化發(fā)展決定了光掩模玻璃基板產(chǎn)品尺寸趨向大型化。顯示屏世代線代數(shù)是按照生產(chǎn)顯示屏使用的基板尺寸來(lái)界定的，基板尺寸越大，其世代線越高，而越高的世代線經(jīng)切割后所能產(chǎn)生的屏幕尺寸就越大。粗略區(qū)分，G1～G4代線主要針對(duì)筆記本電腦，G4～G5代主要針對(duì)電腦顯示屏幕，G6代線以上的生產(chǎn)線主要為電視屏幕所用。而隨著基板的大型化，為了提高生產(chǎn)效率需要更大的曝光面積，光掩模玻璃基板的尺寸也隨之增加。3.應(yīng)加大力度消除發(fā)展短板：（1）我國(guó)光掩模玻璃基板產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力有待提高。光掩模板主要由玻璃基板與遮光膜兩部分組成，其中玻璃基板成本占整體材料成本的90%。目前被用來(lái)制作光掩模板基本的材料包括合成石英、硼硅玻璃和蘇打玻璃等，其中合成石英最為化學(xué)穩(wěn)定，具有高硬度、低膨脹系數(shù)和透光性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，被廣泛運(yùn)用到具有較高精度要求的產(chǎn)品生產(chǎn)中。考慮到成本和純度要求，目前廠商使用的主要材料為合成石英基板。我國(guó)僅有湖北菲利華石英玻璃股份有限公司、江蘇太平洋石英股份有限公司以及中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院等少數(shù)幾家企業(yè)具有生產(chǎn)光掩模石英基板初級(jí)產(chǎn)品能力。（2）光掩模玻璃基板產(chǎn)業(yè)鏈短板明顯。根據(jù)IHS的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年我國(guó)TFT-LCD及AMOLED光掩模板的國(guó)產(chǎn)化率為9.70%，其中AMOLED/LTPS等高精度光掩模板的國(guó)產(chǎn)化率僅為2.50%。對(duì)于光掩模石英玻璃基板來(lái)說(shuō)，由于產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)問(wèn)題，其國(guó)產(chǎn)化能力幾乎為零。目前國(guó)內(nèi)光掩模玻璃基板產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有打通，光掩模石英玻璃基板產(chǎn)品仍需在日、韓精加工（精磨、鍍膜）后，才能返回國(guó)內(nèi)光掩模板廠商進(jìn)行光刻，雖然一些公司已與日、韓以及國(guó)內(nèi)掩模版廠商建立了良好的合作關(guān)系，但仍然