一
先从最隐形、也最残酷的一样说起:极紫外掩膜基板。
光刻要用掩膜——上面刻着电路图案的「母版」,光透过它把图案投到硅片上。极紫外光刻用的掩膜,结构比传统掩膜复杂得多:它不是透光的,而是反射式的,要在一块超低热膨胀的特种玻璃基板上,沉积四十多层交替的钼/硅薄膜,才能在 13.5 纳米的极紫外波长下有效反射。1这块还没刻图案、只镀好多层膜的母版坯料,就叫掩膜基板(mask blank,业内也称 blank)。
它的难,难在「零缺陷」。一块极紫外掩膜基板上,相位缺陷必须控制到几乎为零的水平——业界要求是每平方厘米低于 0.1 个的量级。2原因很直接:掩膜上的任何一个缺陷,都会被光刻机一遍遍地复制到每一片晶圆上。而一张刻好的极紫外成品掩膜,价值可超过 30 万美元——一个缺陷就可能让它报废。3
这种近乎变态的零缺陷要求,把这门生意压缩成了一个双寡头:极紫外掩膜基板,几乎全部由日本的 Hoya 和 AGC(旭硝子)两家供应,合计约占全部掩膜基板的九成以上;在极紫外这一段,Hoya 的份额据估计超过七成五。4(一个常被误读的细节:若把所有掩膜基板——包括较老的深紫外、二元掩膜——都算进来,领先的反而是 AGC,份额超过五成九;但在极紫外这一最尖端的段落,主导者是 Hoya。这是「全部基板」与「极紫外基板」两个口径的差别,不是矛盾。18)它们供应给台积电、英特尔、三星、SK 海力士——也就是说,间接供应给苹果、英伟达、AMD、高通这些公司的最先进芯片。5
要诚实地说,这些份额数字来自行业分析而非官方统计,不同来源对「全部掩膜基板」和「极紫外掩膜基板」的口径不一,市场规模的估计甚至能差出几倍。6但双寡头这个结论是稳的:极紫外掩膜基板,是日本两家公司把着的一道门——而且是 7 纳米以下所有芯片都绕不过的门。它太专门、太上游,以至于在公众的芯片叙事里几乎从不出现。它是这一层里最隐形的咽喉。
掩膜基板的下游,是刻好图案的成品掩膜。这一环相对没那么集中——商用市场由 Photronics、Toppan、DNP 几家领头,而最先进节点的掩膜,很多由台积电、英特尔、三星自己做(业内称 captive)。19真正的咽喉,仍然在更上游的那块还没刻图案的坯料上。
二
第二样是 CMP 材料——化学机械抛光用的抛光液和抛光垫。
芯片是一层层叠起来的,每加工完一层,表面都要被磨平,才能在上面继续做下一层。这道磨平的工序叫化学机械抛光(CMP),它同时用到两样耗材:抛光液(slurry,一种含磨料的悬浮液)和抛光垫(pad,一种多孔的聚氨酯垫)。芯片有几十层,CMP 就要做几十次,这两样耗材的消耗量很大,且对良率影响直接。
抛光液这门生意,集中度高但不至于单源。2022 年,美国的 Entegris 以约 65 亿美元收购了 CMC Materials(其前身是抛光液龙头 Cabot Microelectronics),整合了这一环。7加上日本的 Fujimi、默克等,前五家约占抛光液市场的七成。8
抛光垫则更像一个单一来源:高端抛光垫长期由美国杜邦的 IKONIC 系列主导,中文行业资料称其份额超过七成五(西方市场研究给的数字较低,口径不同)。9多孔聚氨酯抛光垫的制造,是一道比抛光液更难突破的工艺——所以它是 CMP 这一环里更硬的卡点。
三
第三样是溅射靶材。
芯片内部的金属互连——铜、钽、钛、钨、钴这些金属薄膜——是通过「溅射」镀上去的:用离子轰击一块高纯度的金属「靶」,把金属原子打下来沉积到硅片上。这块被轰击的金属,就是溅射靶材。它的要求是超高纯度(5N 到 6N 以上),其中钽和钴这类用作阻挡层、衬层的金属最难做。10
这门生意的领头者是日本的 JX Advanced Metals(旧称 JX 金属,隶属 ENEOS 集团),它自称在半导体溅射靶材上占约六成份额,并于 2025 年 3 月上市,成为多年来日本最大的 IPO 之一。11加上田中、霍尼韦尔、Materion 等,少数几家日美企业约占半导体靶材市场的八成。12(要注意,JX 自报的「六成」是针对半导体高纯靶材这个细分,市场研究给全部靶材的份额则低得多,约一成——口径不同。)
四
掩膜基板、抛光、靶材,三样东西摆在一起,会看到一个分裂的画面:在同一层里,中国有的近乎空白,有的却已经真正赢下。
赢下的是抛光和靶材。
抛光这一环,安集科技是中芯国际和长江存储的第一供应商,其抛光液的全球份额据报已从 2023 年的约 8% 升到 2025 年的约 13%;2025 年营收约 25 亿元,同比增长三成六,净利润约 7.84 亿元。13抛光垫这道更硬的关,鼎龙股份是国内唯一全流程掌握的企业,2025 年抛光垫收入约 10.9 亿元、同比增长五成二,打破了美国企业在国内市场的垄断。14
靶材这一环,中国走得更靠前。江丰电子是全球第二大溅射靶材供应商,供货台积电、中芯国际、SK 海力士,其产品在 90 到 28 纳米节点全面量产,7 到 3 纳米节点也在新认证与部分量产中。15有研新材(旗下有研亿金)的铜、钴、钽、镍铂等靶材,已批量应用在 12 英寸先进制程线上。16
而几乎空白的,是掩膜基板。极紫外掩膜基板,中国的国产化基本为零——没有接入极紫外生态的能力;全球唯一在挑战 Hoya/AGC 双寡头的,是韩国的 S&S Tech,且仍处早期。17在成品掩膜这一环,中国的清溢光电、路维光电有所推进,但主要停留在较成熟的节点——路维的 250 纳米掩膜已量产,90、40、28 纳米仍在送样或验证阶段;整体半导体掩膜版的国产化率约一成,高端仅约 3%。20
五
为什么同在一层,抛光和靶材补得动,掩膜基板补不动?
差别不在努力,而在这几样东西各自的位置和门槛。
抛光液、抛光垫、靶材,虽然也要求高纯度、要过客户认证,但它们的认证门槛和技术门槛,相对低一档——更接近材料工程,可以靠持续投入、靠和国内晶圆厂(中芯、长存)联合验证一点点啃下来。中国有庞大的成熟与中端制程产能作为练兵的市场,这些材料就在这个市场里长了出来。这和上一章里气体的逻辑一样:门槛在「能补得动」的那一档。
掩膜基板则不同。它的零缺陷要求近乎极端,它绑定在极紫外这个中国本就被挡在门外的生态里(没有极紫外光刻机,就没有验证掩膜基板的完整闭环),它的工艺是 Hoya、AGC 几十年积累的、外人极难复制的隐性经验。它落在「补不动」的那一档——和极紫外光刻胶一样。
所以这一章其实是把第三章光刻胶讲过的那个哑铃,又演示了一遍,而且演示得更清楚:哑铃的两头,就在同一层材料里同时存在。靶材是赢下的一头,掩膜基板是空白的一头。决定一种材料落在哪一头的,不是一个国家想不想补、肯不肯投钱,而是这种材料本身的门槛——纯度有多变态、认证有多漫长、它绑定的生态对你开不开放。这套「为什么有的补得动、有的补不动」的逻辑,本书第九章会专门拆到底。
在那之前,还有最后一种、也是最极端的单源材料要讲——它甚至不是一家化学公司做的,而是一家做味精的公司。
参考文献
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极紫外掩膜基板结构(超低热膨胀玻璃基板上沉积 40+ 层钼/硅薄膜,反射式),见 SemiEngineering 及 mask blank 技术综述。https://karimalmansour.substack.com/p/on-mask-blanks-and-the-substrate
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极紫外掩膜基板相位缺陷要求低于约每平方厘米 0.1 个(actinic@13.5nm),见 mask blank 技术分析。https://karimalmansour.substack.com/p/on-mask-blanks-and-the-substrate
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一张极紫外成品掩膜价值可超 30 万美元,单缺陷即可报废,见 mask blank 行业分析。https://karimalmansour.substack.com/p/on-mask-blanks-and-the-substrate
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极紫外掩膜基板 Hoya+AGC 双寡头(合计约九成以上掩膜基板;EUV 段 Hoya 超 75%),见 IntelMarketResearch / 360iResearch。https://www.intelmarketresearch.com/euv-mask-blanks-market-11463
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Hoya 供应台积电、英特尔、三星、SK 海力士(间接供应苹果/英伟达/AMD/高通最先进芯片),见行业分析。https://karimalmansour.substack.com/p/on-mask-blanks-and-the-substrate
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极紫外掩膜基板份额与市场规模口径差异(全部 blanks vs EUV-only;规模估计相差数倍),见 IntelMarketResearch 等市场研究。https://www.intelmarketresearch.com/euv-mask-blanks-market-11463
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Entegris 于 2022年7月6日完成收购 CMC Materials(前身 Cabot Microelectronics),约 65 亿美元,见 C&EN。https://cen.acs.org/business/mergers-&-acquisitions/Entegris-acquire-electronic-materials-maker/99/i45
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CMP 抛光液前五家(Fujimi、Entegris/CMC、杜邦、默克/Versum、安集)约占七成,见 Valuates/QYResearch 市场报告。https://reports.valuates.com/market-reports/QYRE-Auto-32B8990/global-cmp-slurry
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CMP 抛光垫高端由杜邦 IKONIC 主导(中文行业资料称份额超 75%,西方市场研究口径较低),见 PlanarX 与 GlobalGrowthInsights。https://www.planarx.com/en/20.html
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溅射靶材材料(超高纯 5N–6N+ 铜/钽/钛/钨/钴;钽、钴最难),见行业分析。https://www.giiresearch.com
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JX Advanced Metals(旧 JX 金属,ENEOS 集团)自称半导体溅射靶材约六成份额,2025年3月上市,见 JX Advanced Metals 公司资料。https://www.jx-nmm.com/english/company/glance/
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少数几家日美企业(JX、田中、霍尼韦尔、Materion 等)约占半导体靶材八成;JX 自报六成(半导体高纯)vs 市场研究全部靶材约一成,口径不同,见行业市场研究。https://www.giiresearch.com
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安集科技为中芯国际、长江存储第一抛光液供应商,全球抛光液份额约 8%(2023)→13%(2025),2025 年营收约 25 亿元(+36%)、净利约 7.84 亿元,见安集 2025 年报道。https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2026-04-20/doc-inhvczzy6816394.shtml
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鼎龙股份为国内唯一全流程掌握 CMP 抛光垫企业,2025 年抛光垫收入约 10.9 亿元(+52%),见鼎龙 2025 年报道。https://paper.cnstock.com/html/2026-03/27/content_2192555.htm
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江丰电子为全球第二大溅射靶材供应商,供货台积电/中芯/SK 海力士,90–28nm 全面量产、7–3nm 新认证/部分量产,见江丰电子 2025 半年报。https://static.cninfo.com.cn/finalpage/2025-08-26/1224570108.PDF
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有研新材(有研亿金)铜/钴/钽/镍铂靶材批量应用于 12 英寸先进制程线,见有研新材 2024 年报。https://static.cninfo.com.cn/finalpage/2025-04-30/1223408404.PDF
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中国极紫外掩膜基板国产化基本为零;全球唯一非 Hoya/AGC 挑战者为韩国 S&S Tech(早期),见 DigiTimes。https://www.digitimes.com/news/a20250714PD206/samsung-euv-metal-mask-localization-production.html
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全部掩膜基板中 AGC 领先(份额超 59%),极紫外段 Hoya 主导(超 75%)——口径差异非矛盾,见 mask blank 行业分析。https://karimalmansour.substack.com/p/on-mask-blanks-and-the-substrate
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成品掩膜商用市场由 Photronics、Toppan、DNP 领头,最先进节点多由台积电/英特尔/三星自制(captive),见行业市场研究。https://www.intelmarketresearch.com/euv-mask-blanks-market-11463
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中国清溢光电、路维光电半导体掩膜版推进(路维 250nm 量产、90/40/28nm 送样/验证);整体半导体掩膜版国产化率约 10%、高端约 3%,见路维光电披露与券商研报,2025年。https://www.stcn.com/article/detail/3701688.html