清溢光電:中國平板顯示與半導體芯片掩膜版產業的先行者
清溢光電由著名香港愛國實業家唐翔千先生于1997年8月創辦。唐翔千先生在花甲之年與時俱進,投身中國電子行業,他堅持實業報國、實行造就優質產品和人才的理念,推動中國掩膜版行業的進步和發展。目前,公司在實際控制人唐英年先生及唐英敏女士帶領下,堅持高質量發展,不斷提升技術能力,突破工藝難點,以加快掩膜版國產化替代的進程。2022年,清溢光電平板顯示掩膜版全球市占率第五,國內市占率保持第一。

清溢光電作為國內掩膜版行業的開拓者,在行業標準制定、國產化及產業鏈完善等方面發揮了重要作用,獲得了權威機構的認可和多項榮譽。2018年3月,榮獲中國電子材料行業協會、中國光學電子行業協會液晶分會聯合授予的“中國新型顯示產業鏈特殊貢獻獎”;2019年7月,清溢光電自主研發并產業化的5.5代AMOLED用掩膜版在 UDE2019國際顯示博覽會上榮獲“迪斯普大獎——顯示產業鏈貢獻”獎項;2022年6月,獲評深圳市“專精特新”中小企業稱號;2022年8月,被認定為國家級專精特新“小巨人”企業;2023年1月,被評為“深圳市制造業單項冠軍示范企業”。
聚焦平板顯示及半導體掩膜版產業,加快國產化替代
清溢光電主要從事掩膜版的研發、設計、生產和銷售業務,是國內成立較早、規模領先的掩膜版生產企業之一,深耕掩膜版行業近二十六載。清溢光電是國家高新技術企業,以現有研發中心為依托,在已成立的深圳市光掩膜研發中心基礎上成立“廣東省光掩膜工程技術研究開發中心”,公司擁有從設計、工藝到產品整套流程的技術開發實力,是《薄膜晶體管(TFT)用掩模版規范》行業標準起草單位;是目前全球為數不多的同時具備平板顯示掩膜版及半導體掩膜版的研發、設計及生產能力的企業之一。清溢光電打造了一只由核心人員領銜的研發團隊,截至2023年9月30日,公司共擁有56項核心工藝技術,公司累計獲授境內外專利88項,其中,發明專利30項,實用新型專利58項。
二十六年來,清溢光電不斷追求卓越,從1998年推出第一張大面積高精度鉻版掩膜版,到TN、STN、CSTN、TFT-LCD和AMOLED等平板顯示掩膜版的技術不斷升級并量產,清溢光電填補了國內掩膜版領域的一個又一個空白。2008年,清溢光電自主設計的TFT-MASK工廠竣工投產,標志著清溢光電正式進入到了大尺寸TFT-LCD上游關鍵零組件領域,不僅改寫國內TFT-LCD行業掩膜版100%依賴進口的歷史,這也標志著中國大陸在TFT-LCD上游配套產業方面又取得了重大突破,對于促進我國TFT-LCD產業的發展、提升產業鏈競爭力具有重要的戰略意義。2016年,清溢光電成功研制AMOLED用高精度掩膜版,成為全球具備AMOLED用高精度掩膜版生產能力的廠家之一,打破了國內AMOLED用高精度掩膜版完全依賴國外進口的局面,并正式給多家國內面板企業供貨。清溢光電也與國內外大型平板顯示企業建立了穩健的合作關系,在全球掩膜版行業具有較高的知名度,平板顯示掩膜版服務的典型客戶包括京東方、維信諾、惠科、天馬、華星光電、信利、龍騰光電、群創光電、瀚宇彩晶等。2022年,清溢光電全資子公司合肥清溢光電有限公司承擔完成了國家基礎產業再造和制造業高質量發展專項——8.5代及以下高精度掩膜版項目,推動 AMOLED/LTPS用高精度掩膜版工藝技術能力和產能提升,實現全面量產。根據Omdia統計,2020年,平板顯示掩膜版國產化率僅為11%;2022年,平板顯示掩膜版市場的國產化率上升至24%,兩年內國產化率提升明顯,但是在AMOLED/LTPS等應用領域,國產化率仍較低,2022年,AMOLED/LTPS等高精度掩膜版的國產化率仍只有9%,國產替代的空間巨大。
半導體芯片掩膜版作為晶圓制造的核心材料,由于技術壁壘高,工藝難度大,國內生產廠商的技術水平及產業化能力與美國、日本等國際先進廠商相比存在較大差距,中高端半導體掩膜版產品主要依賴進口。我國半導體芯片產業鏈起步晚,高精度半導體芯片供應鏈的某些環節被 “卡脖子”,使得中高端半導體芯片產業陷入被動狀態。國內半導體市場對掩膜版的需求較大,公司產品在國內中高端掩膜版市場的占有率,明顯低于國際競爭對手。特別是在當前國際環境下,提升半導體產業的國產化率迫在眉睫。只有把關鍵核心技術掌握在自己手中,才能從根本上保障國家經濟安全、國防安全,因此,國內企業需要提升高端半導體掩膜版的生產工藝技術水平,加快國產化進程,實現高端半導體掩膜版的自主可控,以實現國家芯片產業自立自強。2005年,清溢光電成功研制國內第一張激光束光刻直寫Reticel掩膜版(IC用掩膜版),清溢光電半導體掩膜版業務緊跟國內半導體發展路線,不斷進行技術攻關和產品開發,半導體掩膜版產品節點從1μm逐步提升至150nm,產品廣泛應用于功率半導體(含第三代半導體)、MEMS傳感器、濾波器件、射頻器件、模擬IC、晶圓級先進封裝、3D封裝等領域。清溢光電半導體掩膜版服務的典型客戶包括中芯集成、三安光電、艾克爾、士蘭微、泰科天潤、積塔半導體、華微電子、賽微電子和長電科技等。
掩膜版高精度趨勢明顯,搭建安全可控的供應鏈體系
平板顯示行業長期發展呈現像素高精度化、尺寸大型化、競爭白熱化、轉移加速化、產品定制化等特點,受益于電視平均尺寸增加,大屏手機、車載顯示和公共顯示等需求的拉動,平板顯示下游應用領域決定了不同顯示產品的分辨率、尺寸等主要技術指標存在差異,對掩膜版也存在高、中、低三種不同精度要求。高精度掩膜版是生產 AMOLED/LTPS及高分辨率 TFT-LCD顯示屏的關鍵要素,其對平板顯示掩膜版的半導體層、光刻分辨率、最小過孔、CD均勻性、精度、缺陷大小、潔凈度均提出了更高的技術要求。近年來,微型發光二極管MicroLED,因其發光效率高和顯示效果好而被認為是具有潛力的下一代顯示技術,MicroLED產業的發展進入了全面的發展期,LED產業鏈企業、面板企業、終端品牌、高校研究院都積極參與到MicroLED的技術研發、產能擴充等各類MicroLED相關項目。根據Omdia2022年報告,三星電視MicroLED電視供應鏈中部分MicroLED產品背板采用LTPSTFT技術,需要17片到24片平板顯示掩膜版。YOLE2023年報告,未來MicroLED電視、智能手表和智能眼鏡等終端應用的需求將帶動MicroLED顯示版面的發展。
隨著下游行業的產品和技術更新升級,掩膜版行業涌現出諸多新技術,用以支持更高端產品的生產,例如AMOLED/LTPS等掩膜版生產技術、FMM掩膜版生產技術、MicroLED/MiniLED芯片技術、MicroLED、3D厚膠生產技術、4K/8K高分辨率顯示屏掩膜版生產技術以及平板顯示用半透膜(HTM)、PSM等先進的掩膜版工藝技術。
平板顯示掩模板

半導體掩膜版
在半導體芯片行業,6英寸半導體成熟制造工藝主要為800nm、500nm、350nm和250nm等節點工藝,8英寸半導體成熟制造工藝主要為500nm、350nm、250nm、180nm、130nm和110nm等節點工藝,12英寸半導體目前境內主流制造工藝為150nm、110nm、90nm、65nm、45nm、28nm和14nm等節點工藝。國內廠商已提供14nm、N+1、N+2代節點工藝的半導體芯片,臺積電已量產3nm節點工藝的半導體芯片,未來半導體芯片的制造工藝將向進一步精細化工藝發展,這對與之配套的半導體芯片及封裝掩膜版提出了更高要求,對線縫精度的要求越來越高,掩膜版廠商也對應采取例如光學鄰近校正(OPC)、相移掩膜(PSM)、納米壓印等技術來滿足精細化工藝發展的要求。
清溢光電大力支持上游材料國產化,通過投資等方式推動上游產業鏈的國產化進程。上游材料產業鏈主要包括以下幾個環節:一、石英玻璃的生產制造環節;二、研磨拋光環節;三、真空鍍膜環節;四、涂膠環節。國內廠商陸續加大對上游產業鏈的投資,但研磨等方面的技術能力等尚需逐步積累。清溢光電目前已經具備涂膠能力。
光刻機是生產掩膜版的核心設備。目前,清溢光電平板顯示掩膜版業務通過光刻機進行激光光束直寫完成掩膜版的制作,下游客戶再利用掩膜版進行批量生產,先進光刻機的運用對掩膜版的生產能力和生產效率具有明顯的提升,主要體現在:先進光刻機技術配置更高,可以生產更高精度的產品,同時其光刻速度更快,制作同樣型號掩膜版的耗時更短。公司未來將計劃引進更先進的Mycronic瑞典平板顯示掩膜版光刻機。半導體掩膜版業務方面,清溢光電目前已擁有業內先進的激光光刻機,CD精度可達到130nm掩膜版的要求。佛山生產基地項目擬引入的光刻設備將不限于激光光刻機,也將適時考慮引入電子束光刻機。
建立和完善可持續發展的掩膜版研發模式
清溢光電堅持“量產一代,研發一代,規劃一代”的研發方式,逐步向新技術發展,提高公司的技術能力及市場競爭力。
在平板顯示掩膜版技術方面,2023年,清溢光電已實現8.6代高精度TFT掩膜版及6代中高精度AMOLED/LTPS掩膜版的量產,實現了掩膜基板涂膠工藝的量產及8代 TFT-LCDHalftoneMask產品成功量產,并通過了品牌客戶的驗證及實績交付。HTMMask(半色調掩膜版)是公司的戰略性產品,通過前期多年的技術積累以及合肥新工廠的新品研發制作,這對清溢光電完善全產品供應體系,為客戶解決交付痛點,打破此類產品長期依賴進口的局面,有著重大的意義。同時,清溢光電開發出了具有國際先進水平6代AMOLED高精度掩膜版,該掩膜版尺寸為980*1150mm,最小線寬尺寸為1.5μm,大約相當于一根頭發絲直徑的五十分之一寬度,線寬精度0.08μm,位置精度0.2μm,缺陷精度0.5μm。目前,清溢光電正在進行6代超高精度AMOLED/LTPS掩膜版及相位移掩膜版(PSM)的研發和高規格半透膜掩膜版(HTM)規劃開發。
半導體芯片掩膜版技術方面,清溢光電已實現150nm工藝節點半導體芯片掩膜版的客戶測試認證及量產,完成了130nm工藝節點的開發,目前正在進行PSM和OPC的工藝開發及90nm—28nm半導體芯片所需的掩膜版工藝開發規劃。
堅持“平板顯示掩膜版+半導體芯片掩膜版”互促共進的“雙翼”戰略
平板顯示行業和半導體產業是電子信息產業的基礎,對于我國的經濟建設、國防建設、軍事安全和信息安全具有舉足輕重的地位。我國平板顯示行業和半導體產業正處于快速發展期,具有廣闊的市場空間。在國家產業政策大力支持、國內平板顯示行業和半導體需求受下游驅動愈發旺盛等因素推動下,我國平板顯示行業和半導體芯片制造能力不斷實現突破,制造廠商的工藝水平不斷進步,高精度掩膜版需求正快速增加。
公司堅持 “平板顯示掩膜版+半導體芯片掩膜版”互促共進的“雙翼”戰略,通過掩膜版的高質量發展,致力成為中國一流、全球領先的掩膜版供應商。
清溢光電緊緊抓住平板顯示和半導體芯片掩膜版國產替代、自主可控等歷史性機遇,發揮清溢光電技術、管理、服務和成本等方面的優勢。在雙翼戰略的引領下,清溢光電將堅決貫徹落實高質量發展的要求,立足中國面向全球,通過兩座新型智能化掩膜版生產基地的投建,力爭成為全球范圍內掩膜版行業中產能規模較大、市場占有率較高、營業收入與利潤增長較快的行業領先者。
為進一步提升公司的核心競爭力,2023年12月15日,公司與廣東省佛山市南海區人民政府簽署合作協議,擬投資35億元建設清溢光電佛山生產基地項目。其中,“高精度掩膜版生產基地建設項目一期”主要產品為平板顯示掩膜版,系平板顯示產業鏈上游核心材料之一。項目計劃總投資80001.42萬元人民幣,主要生產8.6代及以下高精度掩膜版,應用于a-Si、LTPS、AMOLED、LTPO、MicroLED等平板顯示掩膜版產品。項目建成投產后,將提高公司平板顯示掩膜版產能,提升高精度平板顯示掩膜版國產化程度及配套水平,填補國內產業空白。
“高端半導體掩膜版生產基地建設項目一期”主要產品覆蓋250nm—65nm制程的高端半導體掩膜版。本項目計劃總投資60464.56萬元人民幣,可提高公司半導體掩膜版產品的技術能力和產能,優化半導體掩膜版的產品結構,可逐步實現130nm、65nm以及更高節點的高端半導體掩膜版的量產與國產化配套,滿足客戶需求的不斷變化,提升清溢光電在半導體掩膜版行業的國產化率。
公司總經理吳克強表示:“清溢光電堅持‘技術創新驅動’戰略,通過持續拓展半導體芯片的先進工藝研發能力和先進產品的競爭力,提升半導體芯片掩膜版的國產化率,實現關鍵技術的自主可控。未來,清溢光電將以市場、行業發展趨勢和國家的產業政策為導向,緊跟掩膜版行業的發展方向,結合公司的發展戰略,繼續加大在新技術、新產品等方面的研發投入,同時加速研發成果的市場化進程,不斷提高公司研發人員的技術水平和創新能力,增強公司的核心競爭力?!?nbsp;
凌飛
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