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“靶”关之材,电子信息时代的材料王者
文章来源:最有料 2018-10-31 阅读:248

溅射靶材:电子信息时代的关键材料

“靶”关之材,电子信息时代的材料王者

何为溅射靶材?简单来说就是制备电子薄膜的原材料,是溅射过程中的轰击目标。而溅射是物理气相沉积技术(PVD)中的一种,是制备电子薄膜材料的主要技术之一,其用高压加速气态离子轰击靶材,将靶材的原子一个个溅击出来,并使被溅击出来的材质(通常为铝、钛或其合金)如雪片般以薄膜的形式沉积到目标基板(硅片)上。(来源:化工最有料;ID:XM-ZYL)

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溅射靶材产业链主要包括金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端应用等环节。其中,靶材制造和溅射镀膜环节是整个溅射靶材产业链中的关键环节。终端应用包括半导体芯片、平板显示器、太阳能电池等电子及信息产业。

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▲高纯溅射靶材产业链

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▲靶材的主要种类与用途


三大行业,驱动千亿级靶材市场需求

随着消费电子等终端应用市场和光伏产业的飞速发展,溅射靶材的市场规模日益扩大,呈现高速增长的势头。据中国电子材料行业协会统计,2016年全球溅射靶材的市场规模已从2012年的66.8亿美元增至113.6亿美元,年复增长率高达14.2%。

其中在2016年,溅射靶材在四大应用领域的分布情况为:平板显示(含触控屏)用靶材为38.1亿美元、半导体用靶材11.9亿美元、太阳能电池用靶材23.4亿美元、记录媒体靶材33.5亿美元。

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▲2012-2016年全球靶材市场规模

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▲2016年全球溅射靶材应用结构;数据来源:中国电子材料行业协会,最有料

▍半导体发展迅速,靶材行业迎来机遇

半导体产业主要由集成电路、半导体分立器件、光电器件和传感器等产品构成,其中集成电路是半导体产业最大的组成部分,是目前高纯溅射靶材的主要应用领域之一。集成电路领域的镀膜用靶材主要包括铝靶、钛靶、铜靶、钽靶、钨钛靶等,要求靶材纯度很高,一般在5N(99.999%)以上。

根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)数据,在过去五年里,全球半导体销售额从3056亿美元增长至4122亿美元,年均复合增长率7.77%,预计2018年全球半导体销售额将高达4512亿美元。

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▲2013-2017年全球半导体市场规模;数据来源:WSTS,最有料

材料方面,根据SEMI统计,2017年全球半导体材料销售额为469亿美元,同比增长9.32%。其中晶圆制造材料销售额为278亿美元,封装材料为191亿美元。

而随着半导体市场容量进一步提升,稳定的下游市场增速有力地促进溅射靶材销售规模扩大。在晶圆制造材料中,溅射靶材约占芯片制造材料市场的2.6%。在封装测试材料中,溅射靶材约占封装测试材料市场的2.7%。据统计,2016年全球半导体用溅射靶材销售额高达11.9亿美元。

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▲2012-2016年全球半导体用溅射靶材市场规模;资料来源:公开资料,最有料

相较于全球市场,国内半导体行业在市场需求推动和国家政策的支持下,发展更为迅速。

据中国半导体行业协会统计,2016年中国集成电路产业市场规模达4335.5亿元,同比增长20.1%,并连续三年保持15%以上的增速,由此带动了国内半导体用溅射靶材市场规模从2012年的8.7亿元增长至2016年的14亿元,年均增长率达11.28%。

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▲2012-2016年国内半导体用靶材市场规模;资料来源:中国半导体行业协会,最有料

随着国内企业积极布局投建晶圆产线,对溅射靶材的需求未来将会进一步扩大。

▍平面显示,靶材最大应用市场

平面显示是靶材应用的最大领域,2016年市场占比为34%。

平板显示器主要包括液晶显示器(LCD)、等离子显示器(PDP)、有机发光二极管显示器(OLED)以及在LCD基础上发展起来的触控(TP)显示产品。镀膜是平板显示产业的基础环节,平板显示器件通过使用大量镀膜材料来形成各类功能薄膜,实现高分辨率、高透光率等性能,其中镀膜材料主要为溅射靶材。

据中国电子材料行业协会数据显示,2013年-2016年,全球平板显示用溅射靶材市场规模分别为29.5亿美元、31.4 亿美元、33.8亿美元及38.1亿美元。其中,我国同期的平板显示用溅射靶材市场规模分别为39.4亿元、55亿元、69.3亿元及81亿元。

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▲2013-2016年全球平面显示用靶材市场规模;来源:中国电子材料行业协会,最有料

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▲2013-2016年国内平面显示用溅射靶材市场规模;资料来源:中国电子材料行业协会,最有料

在大屏化趋势下,平板显示用膜量增加;同时国内LCD国产替代进程加速,再加上OLED渗透率有望快速提升,相关研究机构预计2018-2020年国内平板显示产业增速将至少维持在20-25%,对应到国内显示靶材的需求也将相应增加。

▍光伏产业,推动靶材市场新一轮增速

在太阳能光伏行业中,溅射靶材主要在薄膜太阳能电池中使用。薄膜太阳能电池采用PVD 工艺,具有生产成本低、弱光性好(即在阴天发电能力强)、容易集成等优势,逐渐受到行业关注并增长迅速,未来薄膜太阳能电池市场占有率将逐步提高。

现今制备太阳能电池较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶以及 ITO 靶、AZO 靶(氧化铝锌,AluminumZinc Oxide)等,纯度要求一般在 99.99%以上。

根据中国电子材料行业协会数据显示,全球太阳能行业用靶材市场规模从2012年到2016年分别为8.6亿美元、11.6亿美元、15.2 亿美元、18.5亿美元和23.4亿美元,年均复合增速高达24%。

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▲2012-2016年全球太阳能用溅射靶材市场规模;来源:中国半导体行业协会,最有料

目前,国内太阳能电池仍以晶体硅太阳能电池为主,薄膜电池产量仍较小,因此相关溅射靶材市场规模较小,2013-2015年太阳能电池用靶材市场规模为3.5亿元、4.6亿元和7.5亿元。

但随着国内光伏产业快速发展和薄膜电池生产线的相继投产,未来我国太阳能电池用溅射靶材市场会高速增长。


国内厂商兴起,打破国外垄断

溅射靶材行业具有技术密集和资本密集双重特性,且行业认证壁垒高(认证过程一般需要2-3年)。长期以来全球靶材市场被美、日企业垄断,主要为:日本的三井矿业、日矿金属、东曹、住友化学、爱发科;美国霍尼韦尔、普莱克斯等。

据有研新材公告,日矿金属是全球最大的靶材供应商,靶材销售额约占全球市场的30%,霍尼韦尔在并购Johnson Mattey、整合高纯铝、钛等原材料生产厂后,占到全球市约20%的份额,而东曹和普莱克斯分别占20%和10%。

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▲全球靶材主要制造企业市场占比;来源:有研新材,最有料

好在近年来,在国家战略支持及下游应用的推动,国内少数专业从事高纯溅射靶材研发和生产的企业已逐渐突破关键技术门槛,成功开发出一系列能适应高端应用领域的溅射靶材,拥有了部分产品的规模化生产能力。

同时,通过将溅射靶材研发成果产业化,积极参与国际化市场竞争,我国溅射靶材生产企业在技术和市场方面都取得了长足的进步,改变了高纯溅射靶材长期依赖进口的不利局面。

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国内溅射靶材四将

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