【求是芯星】宁波冠石半导体有限公司总经理Mark

（图为被访嘉宾宁波冠石半导体有限公司总经理Mark）

本期被访嘉宾来自联盟会员单位：宁波冠石半导体有限公司总经理Mark。Mark扎根于掩模产业20多年，先后服务于香港、无锡、厦门及合肥的掩模团队。Mark于2023年正式加入宁波冠石，搭建并带领一群富有经验的“老-中-青” 掩模专家团队，在宁波筹办集成电路掩模厂。

过去20多年的从业历程中，Mark先后就职于不同背景的企业。Mark深谙掩模产业，拥有丰富的筹办掩模厂经历、扎实的团队搭建及管理经验。欢迎您与我们一起听Mark分享对掩模产业发展的见解,筹办、运营掩模厂的思考、以及宁波冠石团队、产品及应用市场等精彩内容。

求是缘：作为掩模领域的资深专家，您能否为我们科普一下：Photomask光掩模如何参与集成电路制造工艺流程中的光刻工序？如果掩模自身质量不佳将会如何影响集成电路制造工艺流程？

Mark：Mask/Photomask（注：Mask中文翻译多样，有掩模、光掩模、光罩等不同中文名，皆指同一种产品）都是集成电路制造过程中的关键性材料，是微电子制造中光刻工艺所使用的图形母版，由不透明的遮光膜在透明石英基板上形成电路图形，并通过光刻机将图形转印到硅片上，是光刻工艺中最重要的材料（工具）之一。

掩模相当于芯片制造中的“底片”，是设计图形的转移工具原版；利用掩模投影微缩可将设计出的集成电路图案转移至晶圆上。

掩模应用十分广泛，在涉及光刻工艺的领域都需要使用掩模版，如IC、LCD领域，占比分别为60%和23%。

正如摄影底片母版，可以重复洗印出多张照片。也像印钞版母版，如果自身有瑕疵，会导致后面印刷出来的产品有问题。

在半导体行业，可靠度是非常重要的指标。作为Fabless（芯片设计公司）与Fab（晶圆厂）之间的桥梁，掩模厂承接芯片设计公司的原图，我们需要把原来数字原图设计转印到我们的掩模基板上，然后再交付给下游的Fab去重复曝光生产芯片。

掩模的关键指标：图形比对、关键尺寸CD（Critical Dimension

关键尺寸，（指光刻图案上的最小特征尺寸）量测、套刻精度（片与片之间的对位精度是精确到纳米级）等都必须严谨、不能出错。

正因如此，作为母版的Mask本身就需要是“完美”的。我们交付给客户的每一片掩模必须是完美无缺，才能呈现完整的电路图像，否则不完整的图像会被复制到晶圆上每一片，所以每一片掩模都是全检合格方能出货。

求是缘：您能否从开发生产Photomask厂商的视角来给我们讲解Photomask的组成部分及光罩的制造流程？制作一块“优质好用”的掩模有哪些难点？

Mark：作为掩模厂商，我们拿到的掩模基板（原材料意指石英基板上镀膜和光刻胶）。掩模基板须包装保护好，直到净化间的黄光区才可以拆开后开始掩模的生产流程。

Photomask厂商作为中间的桥梁，承担转印的角色。我们拿到的是客户设计蓝图，如何把蓝图完美转化在掩模上，这中间牵扯到很多的know-how，如EDA工具软件使用、数据处理、设备参数及原材料的匹配。

掩模厂生产出来的产品，必须完美转印出设计公司的版图，及晶圆制造流片等均是系统性的整合及匹配工程。

如果从物理材料方面来看，掩模分为两种类型。

第一种：BIM掩模。基材是合成石英，镀一层铬膜之后再涂布光刻胶。

第二种：PSM掩模。也是在石英基板上面coating钼硅合金膜，上面再镀一层铬，再涂布光刻胶。

石英基板上的铬膜，以透光式为主。铬金属是阻挡层，通过对透光or不透光的处理来把所需的目标图形显现出来。

OMOG掩模、EUV等，则不在此讨论之列。另外，根据所涂布的光刻胶的类型，分正胶、负胶，因曝光机的不同而选用不同的光刻胶。

对于掩模厂商而言，制作工艺分为“激光”和“电子束”两种图形描绘方式。两种方式各有利弊：采用激光来描绘图形的优势是速度快、效率高，但精度不如电子束扫描方式；而采用电子束描绘图形，虽然精度高，但描绘速度慢、生产效率低。由于两种方式的互补性，掩模制造商会分别购买两种设备，当制备线宽要求很高的电路图形时使用电子束扫描，对于线宽要求不是很高的电路图形则使用激光扫描，两种设备的交替使用既满足了精度要求，也大大提高了速度，同时也大大降低了制造商的投资成本。

掩模制作流程大致可分为：数据处理→曝光→显影→刻蚀→去胶→清洗，及相应的量测及检验保障手段。我们的Mask制造流程跟Fab中黄光区光刻工序相似。

如果分析难点的话，掩模制造的每个环节均有难点。因为掩模的制造不允许有差错和误差，要完全地复制设计公司的设计图案。而且掩模也配合片厂的工艺参数，这中间就牵扯到整个系统的工程能力匹配性。

集成电路是一个系统性、精细化产业，难点到处存在。而我们掩模作为母版，处于集成电路产业链上游，更是难上加难。一方面，我们必须重资产投入建设完整的掩模工艺设备，麻雀虽小，五脏俱全。另一方面我们面对的要求更严苛：EDA工具、数据处理的服务器、更精密的设备、环境的管控、磁场、震动……

如果从制造一块“优质好用的Mask”视角的难点来剖析，有几个共性的难点：

掩模的制造工艺要求高且产品相对小众，我们的供应链（设备、材料）选择范围相对比较小，采购成本高，基本上是卖方市场。

掩模是芯片设计和Fab之间的桥梁，处于产业链的上游，我们必须实现“不能出错”严苛要求。

掩模产业的人才稀缺。特别是真正参与建厂的人才非常稀缺。建掩模厂和建Fab厂是不同的，虽然掩模行业相对于半导体行业来讲只是小小的一部分，其发展速度也无法与半导体的飞速发展相匹敌，但作为半导体工艺的瓶颈产业，光掩模制造商因具有此独特立场，在半导体设计与制造业者的协调合作中扮演着重要的角色。因此，光掩模制造是集成电路产业链中工艺、设备、管理技术要求最高，资金投入比重最大的瓶颈工序，这或许也是集成电路行业长盛不衰的关键。

求是缘：请您再从全球Photomask市场格局来给我们介绍一下目前全球及国内photomask的竞争格局现状？您认为是什么原因导致了如今的产业格局？

Mark：在谈掩模市场格局之前，我们先了解掩模企业的分类。

掩膜企业可分为两类：In-house掩模厂（Fab自己的掩模制造厂），它们通常作自用的先进制程的掩模自有， 如TSMC, SMIC；另一类captive photomask掩模厂（独立的第三方）。

In-house 光罩团队的优势:其位于Fab厂内，能更早地介入早期集成电路掩模需求研发，需求量大，技术也更偏尖端。换句话说，Fab习惯于将早期尖端的光罩需求留在厂内。后期Fab也会将低阶、成熟的光罩需求订单释放给外部的第三方掩模厂商来承接。

全球约70%掩模市场需求都是由Fab Inhouse的掩模厂商来满足，这也不难理解，毕竟如今的晶圆代工是由少数1-2家巨头寡占的格局。剩下的30%（此数据动态化）掩模市场主要是第三方掩模厂占据。

目前看来，国内的Mask厂约有20家（包括Fab Inhouse掩模厂）。中高端的集成电路掩模提供主流仍然是美商丰创、大日本印刷、日本凸版印刷（Toppan）三雄三分天下，（丰创及大日本印刷合厂PDMC&PDMCX）提供。少部分市场需求由国内友商满足，国产友商的份额也因时间等各因素使占有率逐渐提高。

导致全球乃至国内掩模市场如今的格局无外乎是以下几个因素综合而成：首先，晶圆Fab代工是“寡占”的赛道，其中台积电一家就占据约50%的市场。其次，掩模厂是重资产投入的产业，前期投入巨大。搭建净化间，添置各种高精密设备：曝光机、显影机、刻蚀机、去胶机、Overlay套刻等量检测设备。再者，如果没有深厚技术沉淀的团队，很容易失败。最后，掩模做出来之后还需经过晶圆厂流片来验证，这中间涉及到很多的Know-how所在。

还有一点不得不提：数据安全。掩模厂承接的是芯片设计公司的设计原图数据，掩模厂承担着如何保护芯片设计数据安全的重任。如何做好数据安全的隔离、本地化数据安全防护，也是掩模厂必须承担的重中之重的责任。

求是缘：作为一家上市公司孵化的创业团队，宁波冠石团队的特色优势是什么？

Mark：宁波冠石是南京冠石科技股份有限公司（以下简称“冠石科技”）全资子公司。因此我们相对顺利地解决了掩模厂前期重资产投入的资金难题；同时，上市公司成熟的平台体系也为我们宁波冠石的运作执行力提供有力的保障基础。这也是宁波冠石的优势之一：成熟、高效的团队运转执行力。

宁波冠石的特色优势之二：我们的掩模团队是由“老-中-青”三代梯队式、整建制团队组成。我们的团队里面既有一批工作30-40年的掩模前辈传承经验，又有真正主导or参与筹办掩模厂的从业经历的中年骨干们，还有我们自己培养的年轻人。

总结来看，宁波冠石作为冠石科技的全资子公司，借助于成熟的上市公司平台，我们具备得天独厚的优势：稳定的资金来源、高效率的执行力。上市公司平台+职业经理人团队构成既尊重了专业分工又实现了团队合力互补。

求是缘：请您再结合掩模产品布局思路和目标客户群拓展策略这两方面来具体展开讲一讲宁波冠石的产品市场策略？

Mark：早在宁波冠石成立之初，集团董事长和我们宁波冠石团队一起制定了产品和市场战略：我们聚焦于12吋，线宽工艺节点在55-28nm之间的集成电路市场客户。此工艺节点虽然有难度，但利润相对较好。我们认为有这个能力去完成该节点的掩模布局。围绕这个战略，我们的思路始终清晰一致，逐步去完成相应的工作：包括设备选型采购、人才储备搭建、前期的技术开发等。

经过观察，我们发现国内的设计公司原来多以55nm线宽工艺节点为主，但近两年慢慢往40nm-28nm过渡。28nm也被称为“甜蜜市场”，其对应的产品线更多、应用最广。台积电从2010年至今也在围绕28nm提供晶圆代工服务，我们能看到国内多家12吋Fab也在往28nm线宽工艺转。

未来宁波工厂拉通点亮产线后，我们还要经历试产→逐渐爬坡→量产阶段。前期我们先从0.18nm~0.11nm开始，计划初步先实现0.18nm工艺节点的调试和量产，其实国内0.18nm的市场容量也不容小觑。

我们根据客户端的设计方案，制造出相应的掩模。取得芯片设计公司的设计原始数据后，我们重点关注的是其工艺节点，制造匹配的掩模。

基于55nm线宽设计的芯片电路，无论是CIS还是DDI，我们都是要基于客户的设计蓝图一层一层地、一片一片地完成掩模的制造。

求是缘：作为资深的掩模专家，您在光罩领域从业二十来年，主导or参与过多家光罩建厂投产过程。从最初的评估-立项-设计-施工-投产-量产……，您认为此过程中分别有哪些有形/无形的“坑”？应该如何规避？

Mark：掩模厂的建厂过程是系统性的工作。从最初的选址、厂房设计到设备选型都是专业的工作，需要专业务实的厂务团队负责。

就如Fab选址一样，掩模厂的选址也是有学问的。我们以“震动”指标为例来具体说明：为了避开震动源，选址时会尽量远离繁忙的大马路、机场、高铁站、地铁站等附近。当厂房防震动等级要求是多少时，我们就要反推去重点关注厂房的原始设计、打桩、地基该达到什么样的条件。

掩模厂的建厂逻辑既和Fab相近但又不同于Fab。我们不能照搬建12吋Fab的思维来建设Mask厂，不然会导致后续掩模厂的运营经济成本增加。

在设计光罩厂时，如何根据未来的量产规划来进行厂房的设计规划，清晰定义好水电系统的需求，厂房洁净间的Layout布局等。

如何既满足光罩厂的日常运营需求，又能实现经济实惠的效能，这就要看建厂团队是否真的有主导、参与筹办掩模厂实务经验了。

宁波冠石团队的特色在于我们的“老-中-青”光罩团队的完整性，覆盖了从数据处理→厂务→工艺→生产→市场等各个维度。

如何规避“掉坑”呢？坦白讲，有些坑注定无法避免。若是给建议的话，我建议我们半导体产业人一定要尊重职业分工，专业的事情请交给专业的团队去做。

求是缘：窥一斑而知全豹，您能否结合您在光罩领域的职业生涯转换，来对应地回顾总结一下大中华区域的光罩产业变革历程（供应商、客户群）？

Mark：我的第一份工作供职于面板显示领域，进入掩模领域是缘于我加入香港某掩模企业后来该整条线迁移到无锡；我后来先后服务于厦门某光罩企业和安徽某Fab企业，于2023年上半年加入宁波冠石。

一路走来，我的确见证了国内掩模厂的生态变化：早期的一枝独秀→如今的遍地开花。早期我在香港掩模企业工作时，国内的第三方掩模厂只有2-3家，现在则多达近20家。

疫情之前，因为下游需求的不足导致国内掩模厂在数量上或者发展水平上都稍显缓慢。

疫情之后，掩模厂的数量规模整体呈上升趋势。由于疫情后芯片需求暴涨直接导致上游掩模供应不足，原来7-10天就可以交付的掩模被迫延长为6个月以上。再加上近几年国内半导体产业蓬勃发展，国内各地都在增建8/12吋Fab和化合物半导体等，均有Mask需求，因此国内一批新的掩模厂应运而生。

但若站在掩模行业发展的角度来看，或许尚未进入健康发展的状态。首先，目前国内掩膜行业的规模企业 ，其能力水平参差不齐；其次，宝贵的产业资源分散，无法集中优势和能力往更中高端的产品发力。预计未来掩模产业的优化整合势在必行；最后，还有一点不容忽视：国内Fab建厂速度变慢、Fab产能没有大量开出；再加上下游芯片设计公司的产品开发节奏减慢，导致目前反而出现“供大于求”的现象。

但我们也看到可喜的一面。国内部分Fabless的设计能力很强，能够设计出媲美巨头的芯片方案。但我们的芯片制造能力跟不上芯片设计能力，无法将国内Fabless设计的先进芯片制造出来，我们光掩模行业也是同样的问题。从技术指标和高端芯片市场需求来看，国内大部分掩模亦无法跟得上国内高端芯片伙伴的设计需求。这也刺激国内光罩团队持续发力，以期未来获得先进芯片设计客户的掩模需求。

导致国内掩膜制造能力落后的原因有2个：其一，中美贸易问题导致我们无法获得先进的设备、零部件和材料；其二，我们的专业人才的技术和产业经验沉淀不够深厚。

求是缘：作为求是缘半导体联盟的会员，您如何看待求是缘半导体联盟与会员之间的关系？作为创业会员，您认为联盟应该在哪些方面优化，更好地服务产业会员？

Mark：我和求是缘半导体联盟相识是源于几年前厦门的一场产业活动，同年我申请成为联盟的个人会员。成为个人会员这几年，我也见证了联盟的规模在不断壮大，参与的会员越来越多，无论是会员还是联盟自身都在茁壮成长。

今年宁波冠石申请成为联盟企业会员。作为联盟会员一份子，即便日常行程很忙，我依然会尽量抽出时间来参加联盟一年一度举办的年会，和产业人聚一聚。

我认为求是缘半导体联盟是一个蛮务实的产业组织。在如此内卷、相对浮躁的产业环境下，求是缘半导体联盟还能一如既往地站在客观、冷静的立场提供深度、专业的产业内容。特别是之前莫大康老师所发表的对掩模行业的看法，颇受产业人认同。

作为联盟会员单位，我希望联盟能围绕产业细分方向，多举办一些深度的沙龙论坛，将具有互补协同的会员拉到一起来，促进大家之间交流和合作。

采访者后记

正如被访嘉宾所言：集成电路是一个系统性、精细化产业，难点到处存在。而掩模作为母版，处于集成电路产业链上游，更是难上加难。纵然前路崎岖难行，产业人依然知难而上。这体现了我们半导体产业人最可贵的特质：不畏难、敢挑战。

但是，我们仅靠“勇立潮头、敢为人先”的魄力还不够。市场是严酷的，光喊口号是行不通的。企业最终能否脱颖而出，比拼的就是专业团队、过硬的产品竞争力。如果机制、氛围不对、找的人不对，即便多少资金、多少资源的投入最终都是虚掷了。

如何在需要重投入的产业领域少走弯路呢？或许，营造良性的氛围、尊重产业分工是一个可选项。我们应该发自内心、知行合一地尊重产业规律：尊重专业化分工、把专业的事情交给专业的人去做。

对于专业人士而言，内外部环境、氛围就是最宝贵的管理资源和能量来源。对于一个组织来说，前期把流程、管理体系搭建好，选好带头人来把队伍带起来，反而后面很多事情就会变得简单了。

 （图为被访嘉宾与采访志愿者合影）

会员在线申请：

扫描以下太阳码进入小程序界面“会员”申请↓↓↓