隨著半導體制造向先進的工藝節點和更復雜的設計發展，光掩模（光掩膜、光罩）——用于將圖案轉移到晶圓上的關鍵工具——在這一進程中扮演著越來越重要的角色。Tekscend Photomask (TOPPAN Holdings凸版印刷)、大日本印刷（DNP）等國際光掩膜生產的領先企業，正在引領行業技術與產業化不斷進步。2024年12月，大日本印刷公司(DNP)宣布成功開發了一種新型光掩膜，這種光掩膜用于制造線寬僅為1納米的下一代半導體電路。該公司已經開始向半導體制造設備廠商提供樣品，預計1納米半導體技術將在2030年后普及，為人工智能（AI）和自動駕駛技術的進步提供支持。大日本印刷與比利時的半導體研發機構“imec”合作，開發了用于邏輯半導體的光掩膜，這種光掩膜在硅晶圓上的電路曝光過程中使用。為了實現1納米級別的精確度，大日本印刷采用了先進的電子束繪圖設備，并通過調節感光材料的厚度等參數，確定了最佳的加工條件。公司計劃在2023至2025年間，向光掩膜業務投資200億日元，目標是到2030年使EUV用光掩膜的銷售額達到100億日元。
來源：DNP
此外，TOPPAN Holdings旗下的Tekscend Photomask與美國IBM簽訂了共同開發2納米及以下光掩膜的合同，目標是實現1納米級別產品的實用化。日本政府也在加快對1納米級別半導體相關部件的支持，文部科學省在2025年度預算中列入了約40億日元用于研發新一代半導體。1納米半導體被認為在電力效率和運算性能上比2納米半導體提高10%至20%。例如，在AI領域，1納米半導體能夠更快地提供答案并提高準確率。在自動駕駛領域，1納米半導體的快速數據處理能力可以提升安全性。
來源：Toppan
光掩膜市場分為代工廠自制和專業廠商外銷兩種，全球市場中，外銷產品占40%，而日本企業在外銷產品方面表現強勁。大日本印刷預計，到2027年，外銷光掩膜市場規模將比2023年增長40%，達到26.65億美元。——Tekscend Photomask與DNP最新動態Toppan Photomask，作為全球領先的半導體光掩模供應商，宣布于2024年11月1日正式更名為Tekscend Photomask Corp。此次品牌重塑旨在提升公司在全球先進微加工技術領域的知名度，并增強其在半導體市場的競爭力。新名稱“Tekscend”融合了“技術”和“上升”的含義，象征著公司對技術進步和行業成長的承諾。隨著名稱的更改，Tekscend Photomask的所有地區子公司也將采用Tekscend品牌。這一統一身份預計將促進各地之間的合作，并推動半導體技術的創新。Tekscend Photomask在2024年11月12日宣布在歐洲安裝了首臺多束光掩模寫入機（Multibeam Mask Writer），這一設備顯著減少了復雜設計的掩模寫入時間，從幾天縮短至僅需7-12小時。這一進展對于保持在全球半導體市場中的競爭力及提升歐洲本地生產能力至關重要。大日本印刷株式會社（DNP）正在加速開發與EUV（極紫外光）光刻技術兼容的2納米代邏輯半導體光掩模制造工藝，計劃在2025年完成開發，并在2027年開始量產。DNP成功實現了超2納米一代邏輯半導體光掩模所需的精細圖案分辨率，并完成了兼容高數值孔徑（NA）2光掩模的標準評估。DNP計劃在2024年底前運行第二個和第三個多電子束掩模寫入系統，以全面開發用于2納米一代EUV光刻的光掩模制造工藝。大日本印刷與比利時的半導體研發機構“imec”合作，開發了用于邏輯半導體的光掩膜，這種光掩膜在硅晶圓上的電路曝光過程中使用。2024年12月，大日本印刷公司(DNP)宣布成功開發了一種新型光掩膜，用于制造線寬僅為1納米的下一代半導體電路。亞化咨詢認為，中國企業在成熟制程的崛起，必將驅動國內光罩（光掩模版）的需求。中國市場將為全球光罩產業注入新活力，助推半導體制造邁向更大的規模與更高的水平。亞化咨詢研究認為，DNP和Tekscend的成功不僅標志著其在半導體光掩模領域的領導地位，也為日本在下一代半導體關鍵材料技術的競爭中奠定了基礎，值得中國國內的半導體材料企業借鑒二、日本芯片業彎道超車競逐1nm
日本領先的半導體材料制造商正在采取戰略舉措，開發1納米芯片生產的關鍵部件，將自己定位于下一代半導體技術的前沿。大日本印刷公司 (DNP) 在開發 1 納米級半導體光掩模方面取得了重要里程碑，并已開始向設備制造商分發樣品，目標是在 2030 年后實現量產。該公司的突破來自與比利時微電子研究機構 Imec 的戰略合作，專注于高數值孔徑極紫外 (EUV) 曝光設備的光掩模開發。
通過實施先進的電子束光刻技術和材料優化，DNP成功建立了最佳制造工藝。
該公司的路線圖包括到 2027 財年啟動 2 納米光掩模的量產，與國內芯片制造商 Rapidus 的 2 納米芯片生產時間表保持一致。DNP 預測，到 2027 年，全球外部光掩模市場將擴大 40%，達到 26.7 億美元。
另一家日本主要材料制造商凸版印刷（Toppan）已于 2023 年開始向 IBM 供應 2 納米光掩模，并計劃在 2026 財年開始量產。該公司已與 Imec 和 IBM 建立了戰略合作伙伴關系，共同探索光掩模技術的高級應用。
富士膠片通過推進 1 納米芯片生產所必需的光刻膠材料，為生態系統做出了貢獻，并已承諾投資 130 億日元建設新的研發中心。為支持這些私營部門的舉措，日本教育部已撥款 40 億日元用于 2025 年的下一代半導體研發。
大日本印刷 (DNP) 于 2024 年 12 月 12 日宣布，已成功解決了 2nm 及以后代工藝中邏輯半導體光掩模所需的精細圖案，并與 EUV（極紫外）光刻兼容。
此外，DNP還完成了與高數值孔徑（NA）兼容的光掩模的基本評估，這些光掩模正在考慮應用于從2nm一代開始的下一代半導體，并將其提供給半導體開發聯盟、制造設備制造商、材料制造商。該公司還宣布已開始提供光掩模進行評估。
近年來，針對尖端邏輯半導體，使用EUV光源的EUV光刻的量產不斷取得進展。DNP于2023年完成了3nm一代EUV光刻的光掩模制造工藝的開發，并于2024年3月宣布開始全面開發2nm一代邏輯半導體的光掩模制造工藝。作為Rapidus參與的新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的分包商，我們將生產用于尖端邏輯半導體開發的光掩模。與流程和保證相關的技術。
此次，DNP成功將2nm及以后代邏輯半導體光掩模所需的精細圖案解析為EUV光刻用光掩模，旨在實現先進半導體制造。為了實現2nm及以后代EUV光刻的光掩模，需要比3nm代小20%以上的圖案，并且形狀不限于典型的線性或矩形圖案，也正在變得越來越小。這需要能夠在同一掩模上解析所有精細圖案（包括彎曲圖案）的技術。針對這些挑戰，DNP通過在既定的3nm代制造工藝的基礎上進行反復改進，已經達到了2nm代及以后代所需的圖案分辨率。
此外，我們還完成了與High NA兼容的EUV光掩模的基本評估，這些光掩模正在考慮用于從2nm一代開始的下一代半導體，并已開始提供樣品掩模。用于高NA-EUV光刻的光掩模比常規EUV光刻需要更高的精度和更精細的加工，但DNP創建了與常規EUV光刻的光掩模不同的制造工藝流程，并在此基礎上進行了優化。
DNP 將繼續建立可提高制造良率的生產技術，并計劃于 2027 財年開始為 2nm 代邏輯半導體提供量產光掩模。此外，我們將與imec合作，繼續開發光掩模制造技術，著眼于1nm一代。“我們將與國際半導體行業的各個合作伙伴合作促進發展，為日本半導體行業的發展做出貢獻。”
