来源：中信证券
光掩膜版行业基本介绍
光掩膜版是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版
光掩膜版一般也称光罩，是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜图形，并通过曝光将图形转印到产品基板上，是光刻工艺中最重要的耗材之一。掩膜版作为模具，通过光刻技术将掩膜版上的电路图案复制到芯片或液晶面板玻璃上，从而批量化生产集成电路或液晶面板等产品。
光掩模版可按照组成与产品进行分类。光掩膜版主要由基板与遮光膜两部分组成，其中基板可分为透明树脂基板和透明玻璃基板，透明树脂基板易于大型化，但是易变形，相较而言玻璃基板更为常用，按照玻璃材质可细分为合成石英、硼硅玻璃和苏打玻璃三类；遮光膜材料主要是乳胶遮光膜与硬质遮光膜两大类，硬质遮光膜可进一步细分为铬、硅、硅化钼、氧化铁四类，其中铬质材料具有涂覆均一性好，刻蚀精度高，且无毒无污染的优点，应用最为广泛。按照用途可将光掩膜版分为铬版、凸版、干版和液体凸版四类，其中，铬版主要由铬质遮光膜与石英基板组成，由于其精度高、耐用性好，广泛应用于在微电子制造领域。
光的制造流程包括材料准备、CAD图形设计，光刻、显影、蚀刻和脱模。制造光掩膜版的材料主要是合成石英基板，材料准备是指对其进行抛光、清洗，并在表面覆盖铬膜；光刻是将处理好的图形数据文件传递给激光光绘机，对匀胶铬版进行非接触式曝光；显影是将曝光处理的光刻胶层去除，显露铬层；蚀刻是把曝露处铬层腐蚀去除；脱膜即将剩下的光刻胶去除。
光掩膜版产业链
光掩膜版的原材料主要为基板（合成石英、硼硅玻璃和苏打玻璃等），下游应用包括平板显示、集成电路、触摸屏、电路板等。光掩膜版行业的产业链分为上游的图形设计、光掩膜设备和材料行业，中游的光掩膜版制造和下游的微电子运用。光掩膜版制造商分为两种类型，将光掩膜版卖给其他公司的独立商业制造商，如清溢光电等；自产自用的专属制造商，如台积电等。目前全球范围内光掩膜版主要以专业生产商为主，而光掩膜版生产商主要采用采购光掩膜版基材的方式，少数厂商具备上游基材生产能力。
上游：合成石英为主，原材料主要依靠进口
上游原材料使用的基板主要为合成石英。被用来制作光掩膜版的玻璃包括合成石英、硼硅玻璃和苏打玻璃，其中合成石英最为化学稳定，具有高硬度、低膨胀系数和透光性强等优势，适用于较高精度要求的产品生产，广泛应用于LSI用光掩膜、FPD用大型掩膜的制造。但是石英成本高，现在倾向于发展高质量的合成石英材料，它能够提供宽的光投射区域、低的杂质含量和少的物理缺陷，并且随着低膨胀率和深UV的要求变得逐渐广泛。
合成石英的制造难度大。目前最主要用于亚微米光刻的投影光掩膜版衬底材料是合成石英，合成石英是用SiCI4作为原料，采用气相沉积（CVD）生产合成，其原理是将易挥发的液体SiCI4在载料气体的带动下，进入氢气/氧气燃烧气中与水蒸气反应生成不定型二氧化硅，并沉积在高温旋转的靶材上，最终熔化形成高纯石英玻璃。合成石英具有宽的光投射铝区域，低的杂质含量和少的物理缺陷的特性。
光掩膜版上游材料：光掩膜版基板长期依赖进口，原材料国外垄断。目前，光掩膜版上游原材料厂商主要集中在日本和韩国，国内有数家企业有能力生产，但主要集中在中小尺寸，产品应用行业也多在TP、PCB等低端行业，对于半导体用高精度及高世代面板用基材，基本被日韩垄断。
中游：行业技术壁垒高，国内自产率低
光掩膜版制造：行业集中度高，高端产品依靠进口。在半导体领域，英特尔、三星、台积电等全球最先进的芯片制造厂所用的光掩膜版大部分由自己的专业工厂生产。对于非先进制程，特别是60nm及90nm以上制程产品，产品外包的趋势非常明显。独立光掩膜版市场集中度高，寡头垄断严重，Photronics、大日本印刷DNP和日本凸版印刷Toppan三家占据80%以上的市场份额。在显示面板领域，我国的光掩膜版制造主要应用于平板显示、触控及电路板，仅能够满足国内中低档产品市场需求，高端光掩膜版则由国外公司直接提供。年中国TFT-LCD及OLED光掩膜版的国产化率为9.7%，部分高精度光掩膜版的国产化率2.5%。
光掩膜版制造技术壁垒高，国内自给率低。我国光掩膜版制造主要集中在少数企业和和部分科研院所。面板领域，国内能够配套TFT用光掩膜版的企业只有路维光电和清溢光电，主要针对G8.5以下光掩膜版；在半导体领域，少数企业如无锡华润、无锡中微等只能制造0.13μm以上steppermask。对于HTM、GTM、PSM等光掩膜版全部依赖进口。
下游：显示面板和半导体占比80%以上
光掩膜版下游：显示面板和IC为主要的应用领域。从全球市场来看，光掩膜版主要应用在IC、LCD领域，占比分别为60%和23%。其他的运用领域包括OLED和PCB，前者占比5%，后者占比2%。因此我们认为，半导体和LCD的未来发展将会为光掩膜版提供增长潜力和技术突破。
“三驾马车”驱动光掩膜版需求，合成石英基板有望受益晶圆加工工艺提升，半导体产能国内转移，两者叠加拉动光掩膜版需求
光掩膜版在半导体领域主要应用于IC设计和IC晶圆制造，年全球市场规模近亿元。在半导体制造的过程中通常需要经过多次光刻工艺，在半导体晶体表面的介质层上凿开各种掺杂窗口、电极接触孔或在导电层上刻蚀金属互连图形。光刻工艺需要一整套相互间能准确套准的、具有特定图形的光复印掩膜版，其功能类似于传统照相机的“底片”。光掩膜版应用于芯片制造或其他电路印刷中的光刻步骤，其精密程度直接关系到电路与最终产品的质量。根据国际半导体产业协会数据，年全球半导体光掩膜版市场规模约亿元，对应合成石英基板约93亿元。
光掩膜版材料成本占到半导体芯片总成本的13%左右，合成石英基板成本占光掩膜版材料成本90%以上。根据国际半导体产业协会数据，半导体材料中成本占比最高的是大硅片，占比32%；其次就是光掩膜板，占比约13%。根据清溢光电数据，石英光掩膜版中材料成本占到销售额的49%左右，而材料成本中90%以上来源于合成石英基板。
半导体芯片特征线宽不断向纳米级别突破，促进半导体光掩膜版需求增长。根据摩尔定律，在当价格不变时，半导体芯片上可容纳的元器件的数目约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。自戈登·摩尔提出该定律半个多世纪以来，半导体行业的发展基本符合该定律，这得益于半导体特征线宽（简称线宽）不断地向更微小的级别突破。线宽衡量了半导体芯片中基础结构单元的精细化程度。一般而言，线宽越小，基础结构单元体积越小，相同体积的芯片能容纳的基础结构单元越多，电路的集成度越高，芯片最终的性能越好、功耗越低。线宽的减小、集成度的提高，使得光刻工艺流程更长、更复杂，需要的光掩膜版数量更多，促进半导体光掩膜版需求稳健增长。
全球半导体产业或迎来快速增长期，半导体芯片产能将向中国大陆转移，半导体光掩膜版未来需求可观。从历史数据来看，全球半导体市场呈现明显的周期性，近两年进入放缓期，增速衰减至10%以下，预期在未来两年再次进入快速增长期；而中国半导体芯片产业在智能汽车、人工智能、物联网、5G通信等高速发展的新兴领域带动下，近年市场增速维持在15%以上。同时，半导体产能向中国大陆转移，以半导体芯片中的核心材料晶圆为例，-年全球拟投产晶圆厂近42%集中在中国大陆。在全球半导体市场进入增长期且产能进一步向中国大陆转移的背景下，中国半导体市场未来几年增长空间广阔，对半导体光掩膜版需求可观。
预计年中国半导体光掩膜版市场规模增长至75亿元，对应合成石英市场规模增长至23亿元。根据国际半导体产业协会数据，年全球半导体制造材料销售额约为亿美元，对应半导体光掩膜版市场规模约43亿美元，对应合成石英光掩膜版市场规模约30亿美元。在半导体工艺提升、全球产能向中国转移等因素的促进作用下，预计年中国半导体光掩膜版市场规模增长至75亿元，对应合成石英市场规模达23亿元，4年CAGR12%。
显示面板大型化+产能转向国内，预计给光掩膜版带来巨幅增量需求
在显示面板制造中，光掩膜版主要用在array制程中的曝光阶段。面板制造的前段Array制程主要是“薄膜、黄光、蚀刻、剥膜”四大部分，其中光掩膜版主要使用在曝光阶段，即在沉积了ITO薄膜的玻璃上涂上光刻胶，用紫外光（UV）通过预先制作好的电极图形掩模版照射光刻胶表面，使被照光刻胶层发生反应，在涂有光刻胶的玻璃上覆盖光刻掩模版的图形的过程。
显示面板用光掩膜版朝着精细化发展。随着消费者对显示产品的要求逐步提高，手机、平板电脑等移动终端向着更高清、色彩度更饱和、更轻薄化发展。根据IHS预测，未来显示屏的显示精度将从PPI（PixelPerInch，即每英寸像素）逐步提高到PPI以上，对平板显示光掩膜版的半导体层、光刻分辨率、最小过孔、CD均匀性、套合精度、缺陷大小、洁净度均提出了更高的技术要求。
电视的大屏化发展和世代线的逐步增长决定了光掩膜版的尺寸趋于大型化。显示屏世代线代数是按照生产显示屏使用的基板尺寸来界定的，基板尺寸越大，其世代线越高，而越高的世代线经切割后所能产生的屏幕尺寸就越大。粗略区分，1-4代线主要针对笔记本电脑，4-5世代主要针对电脑显示屏幕，6代线以上的生产线主要为电视屏幕所用。而随着基板的大型化，光掩膜版的尺寸也随之增加，这是由于为了提高生产效率需要更大的曝光面积。
触控屏的普及以及多元化、大型化发展，拉动光掩膜版需求稳健增长。触控屏属于显示屏的一种，需要在普通显示屏的基础上增加触控电路及相应模组，因此触摸屏相较于相同尺寸的普通显示屏对光掩膜版数量有更高的需求。近年来，智能手机、智能手表、平板电脑、触控笔记本电脑、车载触控智能设备等触控设备进一步普及，触控屏有多元化、大型化的发展趋势，全球对于触控屏幕的需求稳健增长。根据IHSMarket的统计，年全球触控屏模块出货量突破20亿片，市场规模达到亿美元。预计至年，全球触摸屏产品出货量将稳定在20.5亿片/年左右，对光掩膜版保持稳定、可观的需求。
全球面板市场供需处于紧平衡，未来增量主要来自TV、显示器等领域。根据产业链调研和IHS的数据，从总量上来看，预计未来全球显示面板将保持稳定，供需将处于紧平衡。从结构上来看，预计年全球显示面板需求主要来自TV，占比达到70%。
显示面板产能转向国内，中国厂商凭借高世代线占据后发优势，预计年全球面板产能中国占比超过70%。根据IHS的数据，全球显示面板产能年有望达到3.6亿平方米，其中中国大陆和中国台湾合计占比超过70%。同时根据对国内近期在建显示面板产能统计，目前国内高世代线进入集中投产期，预计项目完全投产后，年国内LCD产能为71万片/月，OLED产能30.3万片/月。
预计年中国大陆显示面板光掩膜版需求增长至39亿元，对应合成石英需求达16亿元。年全球显示面板用光掩膜版需求为亿日元（约59亿元），对应合成石英基板需求约为24亿元。在全球显示面板向中国大陆转移的趋势下，预计年中国大陆对显示面板光掩膜版需求将增长至51%。根据HIS数据，年-年全球新型显示面板需求面积的CAGR将达5.5%，在此背景下，预计年中国大陆显示面板光掩膜版市场规模增长至39亿元，对合成石英市场规模达16亿元，4年CAGR7.5%。
PCB层数增加带来光掩膜版需求增加
PCB的内层干膜的生产需要多次用到光掩膜版。PCB的生产工艺流程可大致分为两个大部分，其一是对内层干膜的生产，其二是将内层干膜与其他层料进行组合、压制、再加工，最终形成PCB。其中PCB内层干膜的生产流程：1）开料：将原始的覆铜板切割成能在生产线上制作的原材。2）磨板：增加表面清洁度和表面粗糙度，去除铜箔氧化，便于干膜附着。3）贴膜：通过热压或涂覆的方式贴上干膜，便于后续曝光生产。4）曝光：将菲林光掩膜版对位，采用紫外光曝光，将光掩膜版图形转移到感光干膜上。5）显影：利用显影液(碳酸钠)将未经曝光的干膜溶解，已曝光的部分保留。6）刻蚀：未经曝光的干膜被显影液去除后会露出铜面，用酸性氯化铜将这部分露出的铜面溶解腐蚀掉。7）退膜：将保护铜面的已曝光的干膜用氢氧化钠溶液剥掉，露出线路图形。内层干膜是PCB的核心部件，多层的内层干膜共同构成PCB的内层电路。生产得到的内层干膜，将于其他各层材料进行层压后再加工，最终得到PCB产品。
PCB的主要应用领域为计算机和手机等电子设备。年，PCB下游应用市场主要集中在计算机(25.6%)、通讯(31.2%)、消费电子(13.9%)领域。Prismark预测，到年下游应用领域对PCBCAGR贡献将主要集中在通讯(3.5%)、消费电子(4.2%)、汽车电子(3.9%)。
全球PCB行业稳定增长，产业继续向中国大陆转移。Prismark数据显示，年全球PCB产值约为.4亿美元，同比增长约8.54%；预计到年全球PCB产值将达到约.1亿美元。而近年来，欧、美、日等主要经济体对世界经济增长的带动作用明显减弱，其PCB市场增长有限甚至出现萎缩；而中国全球经济的融合度日益提高，逐渐占据了全球PCB市场的半壁江山。年中国PCB产值约为.6亿美元，同比增长约9.64%，中国PCB产值占全球PCB产值的比重超过50%。预计到年中国PCB产值将达到约.1亿美元，-年中国PCB产值复合增长率达到3.7%。中国作为全球PCB行业的最大生产国，占全球PCB行业总产值的比例已由年的31.18%上升至年的50.53%，美洲、欧洲和日本的产值占比均大幅下滑。
5G建设带动多层电路板高增速，光掩膜版的需求也将相应增加。目前通信领域是PCB最大的下游，通信设备的PCB需求主要以高多层板为主(8-16层板占比约为35.18%)。在5G建设初期，对于PCB的需求增量直接体现在无线网和传输网上，对PCB背板、高频板、高速多层板的需求较大。到了5G建设中后期，随着5G的高带宽业务应用加速渗透，比如移动高清视频、车联网、AR/VR等业务应用铺开，对于数据中心的数据处理交换能力也将产生较大的影响，预计在年以后将带动国内数据中心从目前的10G、40G向G、G超大型数据中心升级，届时数据通信领域的高速多层板的需求将高速增长。
国际光掩模基板龙头公司介绍目前，高端光掩膜版基材基本被日本和韩国垄断，对于半导体用高精度及高世代面板用基材，只有日韩厂家有生产能力；国内虽然有数家企业有能力生产光掩膜版，主要产品主要应用行业也多在TP、PCB等低端行业，且尺寸较小。在石英光掩膜版基材领域，国内石英行业龙头菲利华有突破性进展。
信越化学：全球第一家实现合成石英基板量产的公司
大型综合性化工企业，高端光掩膜版基板龙头。日本信越化学司于年成立，主要产品为高科技材料（PVC、大尺寸硅片等），其研发中心和制造工厂分布在亚洲、欧洲、北美和南美多个地区。年，公司海外营收占比达70%以上，拥有专利余项,营业收入达到37亿美元，同比增长19.9%；税后利润近21亿美元，同比增长15.6%。信越化学产品体系涉及到半导体产业链多个环节，光掩膜版、半导体硅片等产品技术水平与市场占有率均为全球第一。目前，信越化学在28纳米以下的特征线宽市场的光掩膜版基板市场占有率达到近50%，稳居市场龙头。
技术向光掩膜版基板下游扩展，有明确的产能扩张计划。信越化学是全球第一家实现大规格合成石英基板量产的公司，并在此基础上将技术向下游扩展。在石英光掩膜版基板完工的下一步工艺为镀遮光层。传统遮光层材料为铬，而信越化学开发了新的镀膜工艺，用钼硅二元材料（OMOG，基板上不透明的MoSi）作为遮光层取代了传统所用的铬，进一步提高了遮光层的稳定性，蚀刻性能更优异。与只能生产光掩膜版基板而无法进行镀膜的同业公司相比，信越化学的镀钼硅二元遮光层石英基板更具竞争力。年，信越化学宣布将投入约1.25亿美元用于扩大光掩膜版石英基板产能，目标增加1.3倍产能，整体计划预计在年4月完工，以满足光掩膜版基板市场日益增加的需求。
东曹石英：合成石英技术位于世界前列
国际石英行业龙头，高纯度合成石英产品是第十代LCD光掩膜版基板的首选材料。日本东曹成立于年，是一家全球性、综合性化工企业，业务涉及石油化工、无机化工、精细化工、电子材料、医疗诊断和食品制造等领域。年，公司营业收入达到12.1亿美元，同比增长17.4%；归母净利润达到万美元，同比增长17.4%。其全资子公司东曹石英的天然石英及合成石英产品技术位于世界前列，以气泡等缺陷少、纯度高著称。其ES系列合成石英各项纯度指标均低于常规的检测极限(10ppb)，是第十代LCD光掩膜版基板的首选材料，并广泛用于尖端光刻机（KrF和ArF）和其他光学用途。
尼康：老牌光学材料公司，材料和设计并行推进
日本老牌光学玻璃公司，从年起涉足石英玻璃。尼康光学材料公司自年成立以来，就一直专注于高品质光学玻璃的研制和生产。在这90余年间，尼康对玻璃材料的研发和尼康光学设计并行推进，并且坚持采用公司独有的玻璃熔解设备生产玻璃产品。公司的业务包括半导体设备、平面显示器、信息和通讯设备以及测量仪器。公司从年起开始研发石英玻璃，并在年开始生产第十代LCD液晶掩膜基板。
公司的石英材料包括NIFS系列。尼康凭借在光学领域90余年的生产经验，开发研制除了合成石英玻璃NIFS系列，该系列包括NIFS-I、NIFS-S、NIFS-U、NIFS-A、NIFS-V五大等级，可以用来满足客户对于均匀性、双折射和羟基含量的应用需求。NIFS系列是委托加工和研究开发特殊工艺要求的半导体光刻技术、高能Nd:YAG激光发射器，平板显示器、天文及医疗的理想选择。
投资建议与重点公司推荐现阶段光掩膜版及其基板主要受日、韩垄断，我国仅有少数企业具有量产合成光掩膜版基板和光掩膜版的能力，在技术上离国外龙头有较大差距，但在全球电子制造产能向中国大陆转移、显示屏大型化发展趋势、半导体行业周期回暖等趋势下，国内光掩膜版市场增长前景广阔，未来可期。半导体领域，全球半导体周期回暖、芯片集成度的不断提高对掩膜版供货量提出更高要求，预计年中国大陆半导体光掩膜版市场规模将增长至75亿元，对应合成石英需求达23亿元，4年CAGR12%；显示面板领域，显示屏大型化、触屏化的发展趋势拉动光掩膜版需求快速增长，预计年中国大陆显示面板光掩膜版市场规模将增长至39亿元，对应合成石英需求达16亿元，4年CAGR7.5%；PCB板领域，5G趋势下PCB板层数增加促进光掩膜版需求稳健增长，PCB光掩膜版及基板国产化快速推进，预计年全球PCB总规模可达亿美元，其中中国大陆占比超过50%，预计达亿美元。重点推荐菲利华，建议