【半導體】如果把一顆晶片的誕生過程簡化到極致，它更像一次極其精密的蓋章。光刻機是那台蓋章的機器，光當作墨水；光罩是那枚章，章面上鐫刻着一層晶片電路；晶圓則是被反覆蓋章的紙。

一顆14納米的邏輯晶片，要經過幾十次曝光才能成型，每一層電路都要用不同的章去印。再往上游追一步，那些還沒有被刻上任何圖案的空白章胚，行業裏叫作光掩模基板，即Mask Blank。它本質上就是一塊手掌大小的方形石英玻璃（如下圖），尺寸多為6英寸乘6英寸乘0.25英寸，表面平整到納米級，玻璃上按不同工藝依次鍍好遮光膜、抗反射層，最後再塗一層薄薄的光刻膠。它不會自己發揮作用，它只是等待着被電子束或激光雕出圖案，從而變成一枚真正的光罩。

一台光刻機再貴，一枚光罩再精密，回到最上游，全部要落到這一塊方形玻璃上。要理解這塊玻璃在整條產業鏈裏的分量，先要把光掩模的價格賬本翻開看一眼。

通常情況下，一顆晶片在14/16納米節點，全套光罩的成本約為500萬美元；到7納米節點，光罩成本迅速拉升到1500萬美元；進入5納米、3納米，一套完整的光罩包含60到100張不同層次的掩模版，總成本進一步衝高到1000萬到4000萬美元的量級，成為晶片非重複性工程支出（NRE）裏最剛性的一塊。

在EUV這一層，賬本更加驚人。國際市場上，一片帶有嚴格缺陷規格和光化檢測的EUV光罩基板，單價往往可以超過10萬美元，大約是普通DUV光學基板的十倍。晶片行業每往前挪一步，光罩這一支花的錢在指數級上漲，而這些賬單最終都匯聚到那一小片石英玻璃的成本節點上。

中國過去五年裏在光刻材料的國產化進程上做了大量工作，光罩廠從0.13微米一路突進到14納米，晶圓廠紛紛自建in-house光罩線，熱鬧得像另一場造船運動。但當筆者過去幾個月連續在各種行業活動現場接觸到總部位於上海、成都、濟南、無錫的七八家光罩廠、基板廠，還有一家日本廠商，發現真正的沉默地帶並不在光罩這一層，而在光罩之下的那塊石英玻璃裏。

這是被產業敘事忽略的一層，也是最難啃的一層。

【延伸閱讀】華強北AI八駿爆紅　機械人戲院賣爆谷　深圳智能產業鏈震驚外國客

五年躍遷：熱鬧的下游

要理解這塊石英玻璃的分量，先要還原過去五年中國光罩產業究竟發生了什麼。

2020年之前，中國大陸的第三方光罩廠圈子裏流傳着一個說法，叫做三兄弟：清溢光電、路維光電、龍圖光罩。這三家再加上稍晚一點的中微掩模，構成了獨立第三方光罩市場的全部主力。

工藝能力方面，三兄弟的穩定量產節點長期停留在0.25微米到0.5微米之間。真正能觸摸到28納米及以下的，只有中芯國際自建的光罩廠。在此之上，美日豐創PDMC和日本Toppan兩個龐然大物幾乎壟斷了28納米以下所有先進光罩的對華供應。

轉折點是2020到2021年。此後短短五年間，中國大陸的獨立光罩廠數量從原來的四五家膨脹到了十五家以上。冠石科技在寧波前灣新區砸下約20億元人民幣建設一條覆蓋350至28納米的光罩產線，新鋭光掩模在廣州黃埔中新知識城落下31億的項目，中芯國際繼續在上海浦東書院鎮追加58億元建新光罩產線，華潤微迪思在2024年下半年實現90納米量產，龍圖光罩90納米已經量產出貨，65納米進入送樣驗證……僅2024到2025年，就有冠石科技、新鋭光掩模、邁特光電等一批幾十億級項目集中落地。

一家位於長三角的12英寸fab光罩事業部負責人告訴筆者，從他們內部的良率與CDU（關鍵尺寸均一性）數據看，國內最頂尖的光罩廠在90納米及以上節點的產品性能，已經和美日豐創、Toppan這種海外大廠坐在同一張牌桌上：

甚至某些批次比他們做得還穩。

五年，從邊緣做到能上桌，這場躍遷在半導體材料領域並不多見。但也正是這場躍遷本身，把一個更冷、更硬、更遠的問題推到了枱面上：光罩廠做起來了，光罩基板呢？

下游十五家、上游三五家　一組反常的不對稱

把光罩產業的熱鬧放到一張更長的座標裏，會看到一個非常反常的畫面。公開數據顯示，國內光罩整體國產化率約10%，但28納米及以下高端節點不足3%，這個數字在過去三年並沒有出現質變。一個反差極大的對比是：光罩廠可以在五年內從0走到14納米，光罩基板這一環看起來要難得多——日本信越和豪雅這兩家多年積累的壟斷格局幾乎沒有被撼動過。

在國產替代的浪潮裏，這種下游熱、上游冷的不對稱是一個反常現象。國內光罩廠目前超過15家，僅2024至2025年就有幾十億元級項目集中落地；但同期光罩基板這一環真正在認真做的，只有湖南韶光、中科卓爾等屈指可數的幾家。資本、政策、產業鏈注意力全都堆在了下游的光罩廠身上，而更上游、也更難啃的基板廠，仍然處在人少錢少的沉默地帶。

光罩基板和光罩，是兩件相似但完全不同的東西。基板廠交出的是一片沒有任何圖案的空白玻璃，光罩廠接過去，通過光刻、顯影、刻蝕、修補、清洗、貼膜等一整套工藝，把設計版圖的電路結構寫到基板的遮光膜上，才變成可以上光刻機的光罩。也就是說，光罩廠是加工者，光罩基板廠才是原材料的提供者。用一個更接地氣的比喻：光罩廠是廚子，基板是食材。中國大陸過去幾年培養出了一批不錯的廚子，但食材幾乎還全部要從日本人手裏買。

一組數據可以直觀地感受這種落差。中科卓爾智能科技集團的產品總監賈松濤在一次行業活動期間告訴筆者：

當前國內掩膜基板的月需求量大約在12萬張，而國內企業的現有產能僅為每月兩三千張。

這意味着，在同一個體量下，國產化率還只是2%出頭的水平。這句話背後的含義並不輕鬆。它意味着中國大陸晶片製造對上游光掩模基板的依賴，幾乎是全線的、結構性的。信越和豪雅兩家瓜分了國內i線和KrF基板市場的大頭，其中豪雅在國內i-line和KrF光罩基板中佔比過半，而ArF光罩基板幾乎全部來自豪雅和信越。EUV基板則處於禁運狀態，本來就沒進過中國大陸的門。韓國S&S Tech在鉻板基板和KrF PSM基板上具備一定競爭力，但在ArF PSM上，還只能滲透到55納米左右的節點，與兩大日本廠商的差距依然很大。

「卡脖子」這個詞過去幾年被用得太多，反而有些失焦。但在光罩基板這個具體細節上，筆者反而願意重新起用它。因為這裏的卡脖子不是要不要花錢的問題，而是能不能買到的問題；不是良率的問題，而是斷供的問題。一位不願具名的日本材料廠中國區顧問告訴筆者，日方總部這兩年在向中國區分派ArF基板配額時，越來越謹慎；一些原本正常走的訂單，被要求提交更詳細的終端使用訊息：

甚至我們內部人也感受到那種擰緊螺絲的味道。

為什麼下游光罩廠可以在五年內從0走到14納米，而上游基板廠似乎連一個數量級的差距都追不平？根本原因大致有三個層次。

1. 光罩廠本質上是加工業，只要設備到位、工藝參數掌握得好、有穩定的基板供應，產能就能拉起來；基板廠本質上是材料業，做的是從沙子到玻璃、從玻璃到鍍膜的漫長化學與物理過程，任何一步跳不過去，整條鏈就跑不通。

2. 光罩廠的客戶是fab，客戶樣本量大、驗證節奏相對分層；基板廠的客戶是光罩廠，樣本量小，驗證周期長，一次不良就足以讓客戶幾個月不敢再試。

3. 最關鍵的一點，基板產業鏈的Know-how高度綁定在日本幾家材料廠的手裏，從合成石英到鍍膜設備、從檢測機台到光刻膠配方，追趕者進入的每一道門都要面對一個已經存在幾十年的封閉生態。

筆者把這條更深的路徑稱為國產替代的第二級：中國過去五年完成的是第一級國產替代，即光罩本身的國產化；而真正的第二級國產替代，是光罩基板的國產化。第一級替代之所以能夠較快推進，是因為它建立在還能從海外買到基板的前提下；一旦第二級替代沒有跟上，第一級替代就是空中樓閣。

【延伸閲讀】杭州首家AI機械人餐廳開幕　家常菜5分鐘出餐　食客：比我燒得好

別人的路：一條閉環了幾十年的產業鏈

要理解為什麼這條路難走，就必須先看清豪雅和信越兩家是怎麼建起護城河的。豪雅和信越的強勢，表面上看是市場份額，實際上是產業鏈縱深。以豪雅為例，它同時是光學玻璃廠、石英玻璃廠、基板加工廠、鍍膜廠，甚至自己還建有光罩廠，形成從最上游的合成石英玻璃，到拋光基板、鍍膜基板、塗膠基板，再到成品光罩的全流程閉環。信越則依託它在硅化學材料上的一貫優勢，把石英玻璃、光刻膠、鍍膜工藝整合在同一條產業鏈上。兩家企業都能做到自己產原料、自己做設備驗證、自己下游印證工藝參數。

這就是所謂的垂直穿透式競爭的產業範式。它不像「光刻機—光刻膠—光罩」這種橫切分層的產業鏈，而是一種縱切貫通的產業組織：日本材料廠用幾十年的時間，把每一層材料的know-how攥在自己手裏，同時向下遊的光罩廠延伸，形成對客戶工藝的深度嵌入。

豪雅甚至和光罩廠設備供應商保持良好關係，對圖形寫入的CDU、刻蝕前驅體的選擇性、化學清洗藥劑的耐受度都做了極為深入的研究。信越的KrF、ArF基板，幾乎是綁着日本ULVAC的PVD鍍膜設備一起演進的。這種綁定不是商業策略，而是幾十年經驗的自然結晶。

如果只是產品便宜，其他人還能追。但如果整條產業鏈都掌握在同一家或者同一批日本材料廠手裏，追趕者就會陷入一個詭異的處境：你的原料、你的鍍膜工藝、你的檢測方法、甚至你的拋光設備，都可能要從對手的生態裏拿，你只是在替他們做一次漢化。

一位在國內一線光罩廠負責基板採購與驗證多年的高級工程師告訴筆者：

客戶要求我們的產品全面對標豪雅。豪雅就是baseline。

這句話點破了國產基板廠最尷尬的處境——當所有的驗證測試都要以豪雅產品作為基線時，追趕本身就變成了一場無止盡的鏡像遊戲。你哪怕在部分指標上做得比它更好，客戶的產線也要花大量時間去做匹配、去導入、去改工藝參數。而這個匹配的過程，本身就在為對手贏得時間。

缺陷密度的鴻溝：差距到底是幾倍

光罩基板這門生意的核心規格不是節點，而是缺陷密度。一片光罩基板要經歷幾十上百次曝光，任何一個納米級的瑕疵，都會在晶圓上被無數次重複。因此，客戶端最關心的指標不是「能不能做出來」，而是「每平方厘米上有多少個大於50納米的缺陷」。信越和豪雅的高端基板可以做到大於等於50納米缺陷數在個位數、甚至接近零的水平，且批次穩定性極高。國際市場研究機構公布的數據顯示，豪雅的最新一代EUV基板缺陷密度已經壓到每平方厘米0.05個以下，這個數字是全行業的基準線。

一位不願透露姓名的國內基板行業高管告訴筆者，從產業鏈上下游反饋看，國產基板廠目前在鉻板和低端KrF節點上，缺陷密度已經能做到與日本產品同一個數量級：

最好的批次可能只差三到五倍；但在ArF PSM這一檔，差距仍然是一個數量級左右；EUV基板則完全空白。

更關鍵的還不是絕對數字，而是穩定性——同一家國產廠連續出十片，可能有兩三片指標很漂亮，剩下幾片就飄出規格，而豪雅的產品每一片都穩定在同一條曲線上。這種「半個身位」的穩定性差距，恰恰是接下來五年國產基板廠要一寸一寸奪回來的地方。

而這道鴻溝為什麼這麼難跨？國際同行走過一段被反覆引用的歷史：EUV基板的缺陷數在過去十幾年間從數百個逐步壓到個位數，靠的是缺陷檢測機、離子束沉積設備、光化檢測系統等一整套裝備與材料廠的聯合演進。每一次缺陷數減半，背後都是幾百次試製、上萬片基板的經驗數據。中國廠商要在打開的、協作的產業鏈裏補上這堂課，就要在設備、工藝、檢測、耗材四條鏈上同時跑。

那麼中國大陸的基板玩家現在做到了哪一步？

總體來看，國產基板廠已經能覆蓋到二元鉻板基板和KrF PSM基板這兩大品類，但同時也必須看到，OMOG光罩基板、高透光率相移光罩HT PSM、高耐久度相移光罩HD PSM這些真正對應28納米以下節點的高端品類，國產供應鏈依然在很大程度上是空白。這是一個誠實的座標：追到了成熟製程的門口，還沒跨過先進製程的門。

真正讓筆者感到樂觀的一個細節是，中科卓爾的拋光基板不是僅供國內市場，它已經開始向豪雅、信越、S&S Tech出貨了。用賈松濤的原話來講：

在超精密加工環節，我們的部分指標甚至優於豪雅，這也是豪雅及信越等日本企業在基板加工方面尋求與我們合作的原因之一。

這句話如果剝掉客套的成分，剩下的是一個非常有意思的事實：中國基板廠已經進入了日本頭部企業的供應鏈，雖然是在最上游的拋光環節，雖然是以代工的姿態，但它意味着中國材料公司在這條產業鏈上已經有了自己的話語點。

半個身位的差距，究竟卡在哪裏

追問到底，光掩模基板的上游原材料是高純度合成石英，也就是fused silica（熔融石英）。光刻級產品要求純度至少達到9個9，也就是99.9999999%以上。而國內石英廠商中，菲利華、太平洋石英、中國建材等在半導體級石英領域尚未實現量產突破，產品純度大多停留在5個9的水平，與光刻用石英的要求存在4個數量級的差距。這個差距不是設備夠不夠先進的問題，而是從原料提純、熔煉工藝到晶體缺陷控制的整個鏈條上要吃過多少年苦頭的問題。

面型問題是另一大攔路虎，尤其是TTV（Total Thickness Variation），即總厚度變化。光刻用的基板需要在整塊玻璃的表面上把厚度差控制在納米級，任何超出規格的起伏，都會在後續曝光時被放大成線寬誤差。

國產基板廠在精雕環節已經能夠做到與日本企業對標，但從粗磨、精磨、一拋、二拋、三拋甚至四拋的整個工藝環節走通，每一步都是一場惡戰。一位曾在日本某材料廠中國區做過技術支持的工程師告訴筆者，拋光工藝的很多參數是沒法從公開文獻裏學到的：

你必須自己一片一片試，試上萬片，才能長出那種手感。

遮光膜鍍膜也是橫亙在國產化率前面的一座大山。鉻板基板還相對簡單，PVD鍍40到100納米不同材質的金屬薄膜，工藝參數經過多年積累已經比較成熟。到了KrF PSM，膜層結構複雜化；到了ArF PSM，尤其是OMOG基板，膜層結構需要在光學密度、相移相位、透射率等多個指標之間做精細取捨。而到了EUV基板，超過40層Mo和Si的複合層加Ru釕覆蓋層，需要多次鍍膜，材料的晶格結構均一性和厚度控制要求極為嚴苛。日本ULVAC的PVD設備之所以在這條路上有話語權，是因為它和材料廠共同演進了三十年。中國基板廠做PSM膜，短期內還要在設備供應鏈上補課。

缺陷檢測問題同樣不能忽視。光罩基板作為晶片製造的模板，對缺陷管控的要求極為嚴格。去年筆者在上海進博會現場拜訪了蔡司光刻部門的研發人員，談到基板的缺陷檢測問題，他指出：

一片基板上一個納米級的缺陷，就有可能在晶圓上被無數次重複。

日本Lasertec在無圖形基板缺陷檢測領域一直是行業標杆，KLA的Flashscan是另一個繞不開的名字。國內最近在這一領域也取得了一些突破，2024年IWAPS（國際先進光刻技術研討會）上就有來自上海某公司的EUV光化缺陷檢測和複檢設備公布進展，驗證了基於EUV同步輻射光源的光學成像能力。但從實驗室原型到產線設備，中間隔着好幾個良率、穩定性、工藝兼容性的門檻。

往往被外界忽略的卡點則是光刻膠。基板廠如果做塗膠基板出貨，就要和電子束光刻膠做深度匹配。這類耗材以及化學特氣、各種電子級化學前驅體，在2020年以前幾乎都是依賴進口的，目前雖然已有數種開始國產化並在國內光罩廠得到應用，但整個「基板加光刻膠」的組合優化過程，仍然是一個持續多年的暗流工作。

把這幾個卡點擺在一起看，會發現一個規律：真正的難點不在任何單一環節，而在跨環節的協同工藝。石英材料要和拋光工藝匹配，拋光要和鍍膜工藝匹配，鍍膜要和光刻膠匹配，最後所有環節都要和終端光罩廠的寫入、刻蝕、清洗工藝匹配。日本廠商用幾十年時間在閉合的產業鏈內部做完了所有這些匹配，中國廠商要在打開的、協作的產業鏈裏補上同樣的功課。這是一場看起來是材料、實際上是產業組織方式的戰爭。

三種正在形成的突圍範式

筆者根據這兩個月的走訪和訪談，隱約看到三種正在形成的突破範式，可以藉此判斷未來五年這條賽道的走向。

第一種範式，姑且稱之為技術源頭式突圍。我們可以從幾家研究所背景的初創企業裏看到，它們的共同點是團隊裏有一批耐得住寂寞的博士，公司的組織結構更接近實驗室的延伸，早期資本市場的支持相對充分。這種範式的優點是能突破真正的技術天花板，缺點是產業化速度慢，需要長期資本耐心。

第二種範式是Fab共研式突圍。晶合集成自建光罩廠，中芯國際光罩追加58億元產能建設，都是這個邏輯的具體案例。當晶圓廠決定把光罩這一環節內部化以後，它對基板的需求就不再是一個第三方採購意義上的物料清單，而是一整套要跟自己的工藝深度耦合的材料體系。fab有錢、有產線、有終端應用場景，它可以把基板廠拉到自己的車間裏，做聯合開發。這種範式的優點是能拉動最難的先進製程材料同步進步，缺點是fab的注意力畢竟有限，願意走這條路的fab數量本身並不多。

第三種範式，筆者稱為「檢測反推式」突圍。這是一條看起來最不顯眼、但可能最關鍵的路徑。

EUV時代最貴的一款設備不是光罩，而是Lasertec的EUV檢測機；日本廠商能夠在整個光掩模產業鏈上保持壟斷，很大程度上是因為它們同時握住了檢測這一環節。中國要真正打破這個格局，必須要在無圖形基板檢測、AIMS空間成像檢測這些環節上做出自己的原創工具。

2024年IWAPS上那份關於EUV光化缺陷檢測的報告，鳴謝了國產供應鏈和高校合作提供的EUV光罩、國產基板廠商提供的石英基板、以及某高校提供的Mo/Si複合層鍍膜，說明生態雛形已經在幾家研究機構與企業之間形成。檢測能力一旦國產化，基板廠就有了自己的裁判員，不用再拿豪雅當唯一baseline，追趕的鏡像遊戲才可能真正終結。

三種範式並不互斥。中科系企業既是技術源頭式的代表，也在和一線光罩廠做類似Fab共研的聯合開發；上海傳芯、湖南韶光在鉻板基板上打開了缺口，接下來的關鍵動作是進入PSM基板品類；而檢測反推式突圍能否走通，取決於國家層面對光化學檢測這類基礎設施的持續投入。

結語：最沉默、也最重要的角色

寫到這裏，可以回到最開始那個蓋章的比喻。中國光罩產業的五年躍遷，讓越來越多的章開始由中國人自己刻。但那些還沒被刻的空白章胚，絕大多數依然是從日本人手裏買回來的。第三方光罩廠在推產能，Fab自建光罩廠在擴節點，基板廠在補上游的功課，三方在過去只是各做各的生意，如今開始被一根看不見的國產化主線串到了一起。

中國大陸的光掩模基板行業還遠沒有走到勝利那一刻。9個9的石英、納米級的TTV、幾十層的Mo/Si鍍膜，每一項都是漫長的工程學問題，不會因為國家政策的加持而在兩三年內跨越。但這場沉默突圍之所以值得被看見，是因為它把國產替代的敘事拉到了一個更深的層次：真正的自主可控，不在最容易的那一層，也不在最耀眼的那一層，而在最上游、最枯燥、最需要工程師坐十年冷板凳的那一層。

中國大陸晶片產業在過去五年補上了光罩這一課，接下來的五年，能否補上光罩基板這一課，將決定這場產業競賽的最終座標。

那塊手掌大的方形石英玻璃，正在被越來越多的中國基板廠反覆打磨、檢測、鍍膜、塗膠。它安靜地躺在產線上，等待被電子束在它的表面上寫下第一道圖案。而它自己，正是這場更深處的博弈裏，最沉默、也最重要的角色。

本文獲《觀察者網》授權轉載。

【本文獲《觀察者網》授權轉載。】