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掩膜制造业回顾与展望
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Mask Making Industry：Review and Projection
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■美国Etec系统公司
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集成电路产业的发展要延续以往的增长速度，技术上将经受严峻的挑战。当然，作为集成电路制造业材料供应环节的掩膜制造，同样也将经受十分严峻的考验。但在掩膜制造技术能力上所需要的更新速度相对于其过去10年的发展以及集成电路众多的其它行业的要求来说，将是加速度的。这种技术能力上的加速更新，将带动今后几年掩膜制造商在基本业务模式上的转变。应对业务模式上的挑战，如同应对技术上的挑战一样困难。
技术挑战
集成电路制作技术的进步不是简单地延续过去，而可能是加速的发展。美国半导体工业协会出版的国家半导体技术指南对未来需求作出了预测。有关光刻技术的需求状况的概要见表1和表2。
指南中还提出了关键技术层次对掩膜的需求情况。与现有能力相比，掩膜公差指标缩小的进程比圆片快很多。
掩膜公差的加速缩小由三方面的因素引起：
1.圆片光刻技术的放大倍数指标均比现行的标准小，使掩膜的容许误差变小。2x及2.5x的放大倍数性能将用于混合匹配光刻技术应用的非关键层面上。在更低的放大比例下，非关键掩膜的制作难度接近于4或5x下的关键掩膜。1x
X光光刻技术越来越被视为是130nm级技术的可选用生产方案。
2.光学邻近效应修正(OPC)方法的广泛采用大大加剧了掩膜最小图像尺寸的变低，将仅会达5或4x放大倍数下在圆片上成像尺寸的两倍，或小于1x
X光光刻技术的情形。
3.为支持IC生产工艺的发展，掩膜制作设备在进入实际工艺应用前，需要提前2到3年的时间投入使用。
除了公差方面有所减小外，未来掩膜制造工艺的复杂程度还会大大增加。
不论是光学光刻技术或任何其它新奇的X光、极限UV技术所用到的相移掩膜(PSM)，还是电子投影掩膜，这些都是本身就很复杂(很昂贵)的材料，而且需要更多工序才能制成。
IC设计乃到掩膜的信息量在呈指数式增长。要求所用设备在设计数据量（每代长3倍）的产能上也能接近同等水平。这种工艺过程所使用的设备和方法必然会更复杂。
这些挑战将对掩膜生产过程的每项技术都提出高要求。掩膜生产所需的每种材料、每种工艺和每种工具都要迅速地大大更新。
然而，切实可行的技术方案对目前可预见的每一种需求都进行了确认。问题是如何使这些方案付诸应用。
业务挑战
要研究掩膜制造业走向成功的途径，最好的办法是从考察IC及IC设备工业的发展趋势入手。
把IC销售额同设备销售额进行对比，可以看出，尽管设备的销售额呈现周期性地变动，但长期看，IC销售额超出IC制造设备业的部分相对比较稳定。造成这种稳定性的原因在于IC制造商已经认识到，制造设备所带动的技术上的进步，推动着IC销售额的指数式增长。即由IC制造商认识并完成了IC制造设备附加值的体现。
正是由于这种价值共享关系的存在，才使设备供应商能够对研发进行投资，不断提高IC生产商的技术水平和销售额增长。当然，这种价值上的共享同时伴有风险上的共享。最后，只有通过设备供应商及其用户在战略上密切合作才能取得工艺上的成功。
把IC销售额与掩膜制造业进行比较，可以发现，掩膜制造业的发展历程完全是另一番情景。IC销售额相对于掩膜制造业的超出部分在过去的数年里下降了75%。原因是受制于某些因素的影响，IC制造商认为掩摸制造算不上是一项技术，只是一项普通用品。在这种情形下，掩膜制造商面对无增或下滑的收入及利润，在业务发展上无奈采取了商业模式。
然而，虽然其价格没有上浮，但这一时期掩膜却依然为其应用产品-IC带来了附加值。情形终归如此，掩膜更类似于加工设备而不是一种消耗材料。掩膜更象是一种与用到它(假定用量不大)的步进光刻机相类同的技术装备。
但实现所要求的掩膜制造能力上的进步，其技术难度却是实际存在的。 这种进步只有通过掩膜制造适用与加工设备等同的基于价值的价格策略，在研发上保持必要的投资，才能实现。同设备供应商所处的情形一样，也只有加强战略合作关系，共享价值和风险，才能获得成功。
未来发展
业已看出，在掩膜制造业界内部及其对客户的关系上已开始出现明显的变化。目前的掩膜工业更加强大、更先进、应对能力更强，更能驾驭所需的利益关系上的合作。掩膜用户越来越意识到掩膜以及掩膜供应商的战略作用，并积极寻求共担风险共享价值的合作途径。掩膜制造商也在不断探索将其利益及能力与其客户需求挂靠的有效方法。
新的合作模式正在出现，这预示出：尽管前途困难，但掩膜工业总能在关键时刻显示出其一贯的大度风范。
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