3D封装丨空白掩模版,在先进封装中的核心增量与底层差异

从整体市场体量、绝对增量看，前道晶圆制造（逻辑、存储）依然是掩模版最大基本盘，占先进制程光掩模规模的70%左右。先进封装中（RDL重布线、TSV/TGV），每增加一层金属RDL，一般对应新增1张掩模，单产品掩模数量随层数上升，属于结构性增量，占光掩模整体规模的8-12%左右。

芯片掩模版本质是一块覆盖着电路图案的玻璃或石英基板。对于先进制程来说，每做一层光刻图形，就需要一块专属掩模版，由于图形完全不一样，不同层不能共用。对于14nm以下的先进制程，同一物理层，因为尺寸太小，一块掩模分辨率做不下，要拆成2块甚至4块掩模分次曝光。如，7nm下部分关键层采用SAQP（自对准四重图案化，Self‑Aligned Quadruple Patterning），1层物理层消耗4块掩模版。同一物理层，会消耗多块掩模板，这是先进节点掩模增量的关键。

所以，掩模版的增量完全取决于芯片的工艺节点和设计复杂程度。节点越先进，金属布线层越多，掩模版的块数越多。对于前道工艺来说，工艺节点越先进，掩模版的块数越多。对于后道工艺，节点越先进，金属层数增加，掩模版的块数同等增加。

可以说，先进封装中掩模版的增量是随着工艺节点和金属层数增加而增加。在封装工艺中，还需要垂直的通孔连接，而打孔过程也是一次独立的光刻工艺，需要专门的通孔掩模版。所以，金属层越多，不仅掩模版变多，夹在中间的通孔掩模版也成比例增加。

因为通孔和金属布线是两个光刻‑刻蚀步骤，必然需要两套光掩模版。先通孔（Via‑First）一般先刻通孔介质，再淀积金属，再刻金属导线。或者先曝光刻蚀出金属线，然后在上面铺一层平整的绝缘层，把金属线盖起来，再单独用一块通孔掩模版在绝缘层上打孔（背面通孔同理）。

光掩模版是经过空白掩模版基板→清洗→涂胶→曝光→显影→硬烘→刻蚀铬层→去胶→清洗→缺陷检测+缺陷修复→保护膜贴膜→全项检测→成品光掩模版，而得到先进制程需要的光掩模版。其中，不同应用场景对空白掩模版底层物理和化学性能要求完全不同。

同样都是玻璃，用于TGV玻璃基板的玻璃原片是封装环节的核心载体，主要承担电气互连、机械支撑和散热等功能，其核心是高密度互连与封装。而空白掩模版用于在晶圆上刻画纳米级的电路图案，其核心功能是精准曝光。所以，TGV玻璃原片追求极佳的机械与热学性。空白掩模版追求极致的光学性能，兼顾机械性。

不同应用场景的掩模版主要有三类，逻辑芯片（CPU/GPU）、存储芯片（NAND/DRAM）、先进封装（TSV/TGV、重布线层（RDL），微凸点等互连）。逻辑芯片追求极致的线宽微缩与图形复杂度，对掩模版的要求最高。核心是要求缺陷控制（缺陷低于0.003个/cm²）和表面平整度达到原子级。

存储芯片的核心目标是高密度存储与垂直堆叠，相比逻辑芯片，存储芯片对绝对线宽的要求稍低，更看重成本效益。在成熟节点，传统的二元掩模版（石英衬底+铬金属遮挡层+电子束光刻胶构成）被大量使用。但为提升密度，先进NAND/DRAM也开始采用高精度掩模版。

先进封装核心目标是异构集成与高密度互连，将传统封装的过程晶圆制造化。掩模版追求大尺寸、高套刻精度与特殊结构的图形化。使用相对成熟的制程节点（65nm-28nm），但对掩模版的尺寸和特定工艺有要求。

传统的二元掩模基版主要用于制造具有较大线宽的微电子器件是最基础的光掩模，图案区域仅依靠透光和不透光两种状态来转移图形。适用于传统工艺制程或非关键层的图形转移。而相移掩模基版（PSM）专门用于解决高分辨率需求，以提升界面图形的解析度和关键尺寸（CD）精度。

当制程越来越小时，由于光的干涉效应，相邻图形的光波会相互干扰导致成像模糊，此时必须引入相移掩模基版。通过在相邻透光区加入半透明材料（如MoSi复合层），控制材料厚度使光产生180°相位转换，从而消除界面过渡区的光学干涉影响。可以满足14nm及以上的工艺制程。

EUV掩模基版主要用于7nm及以下（如5nm、3nm甚至2nm）的先进制程节点。传统的透射式掩模不再适用，而采用反射式结构。通常由超低膨胀玻璃基底和周期性堆叠的硅/钼（Mo/Si）多层反射膜构成，通过布拉格反射原理来反射EUV光。

先进封装（FOWLP、CoWoS、中介层、Bumping、RDL）中的图形尺寸远小于芯片前道逻辑制程，普通二元掩模+OPC光学邻近校正就足够满足需求，不需要相移掩模（PSM）的相位干涉增强能力。当RDL目标1μm时，曝光波长还是i‑line，产业规划依旧优先二元掩模，仅当线宽继续下探到亚0.5μm才会评估相移掩模（PSM）。

对于先进封装主要使用的二元掩膜板，其空白掩模版的主要作用是光学透过+机械支撑，主要原材料是合成高纯石英玻璃（二氧化硅>99.999%）。气相硅源（高纯SiCl₄）通过气相化学反应合成，不是矿物粉料熔融，这是空白掩模版原料制备的核心特征。

相比于TGV玻璃原片材料，优先看介电性能、热膨胀系数CTE、激光加工打孔性能，对紫外光学指标不作约束，杂质、羟基控制标准都低于掩模基版。（参见3D封装丨不被“看见”的玻璃原片，如何决定TGV的良率基因？）空白掩模版要求极致光学均匀性、严格控制羟基、ppb级别金属杂质，是为光刻曝光光学性能而设计。

由于空白掩模版和掩模版属于产业链上下游的关系，生产厂家通常是不同。空白掩模版厂家专注于基底材料的研发与制造，掩模版厂家专注于电路图形的设计与刻写。

全球空白掩模版市场长期被日本、美国及韩国等少数几家企业垄断，尤其在高端EUV（极紫外光刻）领域的空白掩模版技术壁垒相对最高。

Hoya Corporation（日本豪雅）是EUV空白掩模版全球第一大供应商，市占率超过70%，完整掌握低热膨胀基板+Mo/Si多层反射膜全套工艺，供应全球绝大多数EUV掩模工厂（Toppan、DNP、Photronics）。AGC（日本旭硝子）自产EUV级低热膨胀空白掩模版，与Hoya双寡头。日本信越不做EUV空白掩模版，只做DUV空白掩模版（ArF/KrF/i‑line）。

韩国SK‑Electronics（SKE）曾经同时拥有空白掩模版+图案化掩模版完整产能，后出售空白掩模业务，但保留了图案化掩模版产线。国内企业聚和材料（聚和集团）在2026年4月，通过斥资约3.5亿元跨境收购韩国SK Enpulse的空白掩模业务，掌握了覆盖14nm-90nm制程的国际领先技术，目前在上海等地加速建设本土化量产基地。

国内企业玩家集中在显示掩模版领域，目前还没有本土自研实现ArF级空白掩模版大规模量产的企业。在EUV空白掩模版领域，国内全部空白，并无商业化产品。国内企业路维光电、清溢光电、龙图光罩等是图案化掩模版（成品光罩）厂商，不生产空白掩模版，而向Hoya、信越、Lumina Mask采购空白掩模版。其余国内本土企业处于中试、小批量送样阶段，尚未大规模量产导入。

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