実は他にもフォトマスク（光罩 / 掩膜版）があります。
もし光刻機を印刷機とするなら、フォトマスクは印刷用の型版 / ネガフィルムであり、ウェハ（晶片）は印刷される内容の紙です。
AIによる半導体の複雑さの増加は、直接フォトマスクに伝わり、さらには拡大されることもあります。
過去の業界はウェハ使用量の増加 +10%、マスク需要も +10%。
AI時代ではおそらく：ウェハ +10%、マスクの価値 +20%〜40%。
なぜなら、増加しているのはマスクの数だけでなく、
マスク層数
EUV層数
マルチパターニングの複雑さ
先進パッケージング用マスク
RDL / インターポーザー / HBM関連マスク
検査の複雑さ
修復の難易度
マスク書き込み時間
フォトマスクは本質的に「ガラス板」だけではなく、ますます半導体工業の「マスターテンプレート」に近づいています。
マスクの面積はチップよりもはるかに大きいですが、要求される精度はむしろ高くなる傾向です。これはEUVレンズに少し似ており、A4用紙サイズの範囲に都市全体の地図を描きながら、誤差は数ナノメートルを超えてはならないというものです。
高級マスクに欠陥があると、その後に数万枚のウェハが同時に廃棄される可能性もあります。
したがって、業界の核心は欠陥制御能力です。現在、高級マスクはナノレベルの光学工学段階に入っています。EUVマスク、3nm/2nmロジックマスク、HBM関連マスク、先進パッケージングマスクは、従来のDUV時代をはるかに超えています。
そのため、高級フォトマスクは自然と低スループット、遅い生産拡大、重工芸の蓄積産業となっています。
従来のDUVマスクは透過式で、光が直接通過しますが、EUVマスクは多層反射鏡構造で、内部にはMo/Si多層膜、吸収体、ペリクル、超低欠陥のブランクがあります。マスクの欠陥は無限に複製されるため、位相欠陥、CD誤差、オーバーレイ誤差、多層膜欠陥は非常に致命的です。したがって、マスク検査の重要性は光刻機そのものに近づき、工芸技術のハードルも非常に高くなっています。
チップ製造に必要なマスクだけでなく、先進パッケージング用マスクもあります。先進封装は本質的に光刻工業の一部です。
CoWoS、Fan-Out、RDL、インターポーザー、EMIB、ハイブリッドボンディングはすべてフォトマスクに依存しています。なぜなら、先進封装はもはや「チップをはんだ付けする」だけではなく、パッケージ内部で超高密度の微小インターコネクトシステムを再構築し、データ伝送、電源配分、クロック同期、高周波信号の完全性を担っているからです。
AIの需要によるのは、単なる封装数の増加だけでなく、各パッケージ内部の複雑さの爆発的な増加です。過去の1〜2層のRDLから、今や5層、8層、10層以上に進化しています。層を増やすたびに、通常は対応するマスク工程も増えます。したがって、フォトマスクの需要は「ウェハ数の増加に追随」から「システムの複雑さの増加に追随」へと変化しています。
先進封装は今後数年間で最も成長が早いフォトマスクのサブ分野の一つになる可能性があります。なぜなら、AIパッケージは次第に「ミニチュア基板」に変わりつつあるからです。もともとPCBやシステム基板レベルの多くの機能が、パッケージ内部に移行しています：HBMインターコネクト、高周波SerDes、電源供給、チップレットファブリックなどです。したがって、先進封装はますます「後工程のウェハ工場」のようになっています。
これが、CoWoS、EMIB、Foveros、SoIC、ハイブリッドボンディングが資産集約型で拡張が難しくなる根本的な理由です。これらはもはや従来の封装ではなく、システムレベルのシリコンインターコネクト製造になっています。
また、光刻機の価格が高く、希少になるほど、露光のコストも上昇します。したがって、ウェハ工場は次の点により重点を置きます：
高品質マスク
検査
修復
ペリクル
オーバーレイメトロロジー
一方、EUVの不足はマルチパターニングを促進します。もともと1層のEUVは、多回のイマージョンDUV露光、SADP、SAQPに強制的に置き換えられ、結果的にマスクの数が増加します。したがって、EUVの希少性は必ずしもフォトマスク業界を抑制せず、多くの場合、高級DUVマスクの需要を高めることになります。特にHBM、CoWoS、先進パッケージング、RDL、サブストレートなど、多くのイマージョンDUVとパッケージリソグラフィを多用する工程です。
これも、なぜ高級フォトマスク業界がHBM、CoWoS、EUVエコシステムにますます似てきているのかの理由です。実際に業界の拡張を制限しているのは、CapExだけでなく、
欠陥低減
歩留まり学習
検査能力
工程調整
顧客データベース
長期検証
工芸の蓄積
の多くが「工業化された手工芸」のようになりつつあります。
これらは半導体エコシステム全体での交渉力をますます高めており、市場もまだ十分に気付いていない可能性があります。
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