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欧普靶材行业研究

  • 来源:欧普
  • 发布时间:2024-03-13

欧普靶材行业研究

  • 分类:欧普
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  溅射靶材是溅射法制备薄膜的主要材料之一。溅射工艺是制备电子薄膜的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在高真空中经过加速聚集而形成高速离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面。被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。

  从结构上看,靶材主要由“靶坯”和“背板”两部分构成。其中靶坯是高速离子束流轰击的目标材料,属于溅射靶材的核心部分,涉及高纯金属、晶粒取向调控。背板起到主要起到固定溅射靶材的作用,涉及焊接工艺。由于高纯度金属强度较低,因此溅射靶材需要在专用的机台内完成溅射过程。机台内部为高电压、高真空环境,因此背板也需要具备良好的导电、导热性能。

  形状:可分为长靶、方靶、圆靶和管靶。其中常见的靶材多为方靶、圆靶,均为实心靶材。目前,为了提高靶材的利用率,国内外都在推广可围绕固定的条状磁铁组件旋转的空心圆管型溅射靶材,此种靶材由于靶面360°都可被均匀刻蚀,因而利用率可由通常的 20%~30%提高到 75%~80%。

  材质:分为金属靶材(纯金属铝、钛、铜、钽等)、合金靶材(镍铬合金、镍钴合金等)、陶瓷化合物靶材(氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等)。

  根据工艺的不同,FPD行业靶材也可大致分为溅射用靶材和蒸镀用靶材。其中溅射用靶材主要为 Cu、Al、Mo 和 IGZO 等材料。蒸镀用靶材一般为 Ag 和 Mg 两种金属。

  分类应用:主流的显示面板分为LCD和OLED。薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)具有轻薄、功耗低、成本 低等优点,目前 TFT-LCD 大约占 80%以上的显示面板市场份额。这类显示面板是由大量的液晶显示单元阵列组成(如4K分辨率的屏幕含有 800 多万个显示单元阵列),而每一个液晶显示单元,都由一个单独的薄膜晶体管(TFT)所控制和驱动。

  近年来快速发展的 OLED 面板产业靶材需求增长也十分明显。OLED 典型结构是在氧化铟锡(ITO)玻璃上制作一层几十纳米厚的发光材料,ITO 透明电极作为器件的阳极,钼或者合金材料作为器件的阴极。

  靶材主要应用于异质结和碲化镉电池。ITO靶材是异质结电池生产工艺中沉积透明导电层的核心材料,碲化镉、碲锌镉、硒化镉是薄膜太阳能电池生产过程中的关键耗材。

  分类应用:光伏电池用靶材形成背电极,靶材溅射镀膜形成的太阳能薄膜电池的背电级主要有三个用途:第一,它是各单体电池的负极;第二,它是各自电池串联的导电通道;第三,它可以增加太阳能电池对光的反射。目前太阳能薄膜电池用溅射靶材主要为方形板状,纯度要求一般在 99.99%(4N)以上。其中薄膜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) 等,HIT 电池则主要使用 ITO 靶材作为其透明导电薄膜。铝靶、铜靶主要用于导电层薄膜,钼靶、铬靶用于阻挡层薄膜,ITO 靶、AZO靶用于透明导电层薄膜。

  半导体芯片行业是金属溅射靶材的主要应用领域之一,也是对靶材的成分、组织和性能要求最高的领域,靶材纯度要求通常达 99.9995%(5N5)甚至 99.9999%(6N)以上。半导体芯片用金属溅射靶材的作用,就是给芯片上制作传递信息的金属导线。

  溅射工艺最早起源于国外。起初溅射过程具有工作气压高、溅射基体温升高、溅射沉积速率低等缺点,不满足工业化生产的条件。自20世纪80年代以来,随着辅助电极、磁控溅射、脉冲电源等新技术的应用,溅射工艺优势逐步显现,应用范围不断拓宽。目前溅射工艺已广泛应用于各种薄膜材料的工业化制备,是目前主流的镀膜方法。

  由于溅射镀膜工艺起源于国外,所需要的溅射靶材产品性能要求高、专业应 用性强,因此,长期以来全球溅射靶材研制和生产主要集中在美国、日本少数几 家公司,产业集中度相当高。以霍尼韦尔(美国)、日矿金属(日本)、东曹(日 本)等跨国集团为代表的溅射靶材生产商较早涉足该领域,经过几十年的技术积 淀,凭借其雄厚的技术力量、精细的生产控制和过硬的产品质量居于全球溅射靶 材市场的主导地位,占据绝大部分市场份额。这些企业在掌握溅射靶材生产的核 心技术以后,实施极其严格的保密措施,限制技术扩散,同时不断进行横向扩张 和垂直整合,将业务触角积极扩展到溅射镀膜的各个应用领域,牢牢把握着全球 溅射靶材市场的主动权,并引领着全球溅射靶材行业的技术进步。

  受到发展历史和技术限制的影响,溅射靶材行业在我国起步较晚,目前仍然 属于一个较新的行业。与国际知名企业生产的溅射靶材相比,我国溅射靶材研发 生产技术还存在一定差距,市场影响力相对有限,尤其在半导体芯片、平板显示 器、太阳能电池等领域,全球高纯溅射靶材市场依然被美国、日本的溅射靶材生 产厂商所控制或垄断。

  近年来,受益于国家从战略高度持续地支持电子材料行业的发展及应用推 广,我国国内开始出现少量专业从事高纯溅射靶材研发和生产的企业,并成功开 发出一批能适应高端应用领域的溅射靶材,为高纯溅射靶材大规模产业化提供了 良好的研发基础和市场化条件。通过将溅射靶材研发成果产业化,积极参与溅射 靶材的国际化市场竞争,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。目前,江丰等国内企业已经掌握了高纯溅射靶材生产的关键技术,积累了较为丰富的产业经验,拥有了一定的市场知名度,获得了全球知名客户的认可。

  溅射靶材行业当前正由成长期进入成熟期,行业内部在区域上形成了美日两国的垄断地位,在企业层面也进入寡头垄断期。同时,行业进入门槛不断提高,创新型产品的推出缓慢,行业盈利能力已没有大幅增长的空间。

  靶材制造对金属材料纯度的要求很高,需要通过化学提纯与物理提纯结合以最大限度地剔除杂质,才能投入后续使用。

  中国虽然拥有生产溅射靶材所需的各种基础矿源,但金属提纯技术有限,提纯出来的金属材料绝大部分达不到高纯溅射靶材的生产要求,长期以来,中国厂商主要通过从国外进口获得高纯金属供给。而高纯金属产业集中度较高,美国、日本等国家的高纯金属生产商依托先进的提纯技术在整个产业链中居于十分有利的地位。

  首先需要根据下游应用领域的性能需求进行工艺设计,然后进行反复的塑性变形、热处理,需要精确地控制晶粒、晶向等关键指标,再经过焊接、机械加工、清洗干燥、真空包装等工序。

  靶材制造涉及的工序精细繁多,技术门槛高、设备投资大,而工序流程管理及制造工艺水平将直接影响到溅射靶材的质量和良品率,因此,具有规模化生产能力的企业数量相对较少。

  溅射镀膜的品质对下游产品的质量具有重要影响。目前全球市场有色金属总体供应较为充裕,但是溅射镀膜材料中的部分产品对金属材料纯度的要求较高,高纯金属成为了靶材制造的核心原材料。

  溅射靶材客户端的溅射镀膜环节具有规模化生产能力的企业数量相对较多,但质量参差不齐,美国、欧洲、日本、韩国等知名企业居于技术领先地位,品牌知名度高、市场影响力大,通常会将产业链扩展至下游应用领域,利用技术先导优势和高端品牌迅速占领终端消费市场,如IBM、飞利浦、东芝、三星等。

  靶材按应用可分为半导体靶材、平板显示靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材。靶材制备位于产业链的中游,从产业链来看,靶材上游原材料材质主要包括纯金属、合金以及陶瓷化合物三类。下游应用市场则较为广泛,但整体来看主要集中在平板显示、信息存储、太阳能电池、半导体四个领域,四大板块约合占比 97%。

  自2000年以来,工信部等部门陆续发布了靶材研发与产业化系列政策,内容涉及在新材料领域实现突破、推进靶材国产化进程等内容。材及原材料进口税方面,我国于2011年与2021年相继出台了对国内企业不能自主生产的集成电路重大技术装备和产品以及靶材关键原材料的进口免税政策。2015年,国家出台了进口靶材免税期到2018年年底结束的政策,对加快国产靶材供应本土化起到积极作用。

  2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》(简称《纲要》),部署了集成电路产业2015年、2020年以及2030年的发展目标。《纲要》提出,到2020年,与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%。到2030年,产业链主要环节达到国际先进水平,实现跨越发展。

  2021年,我国31省市相继提出“十四五”期间靶材行业发展规划,规划内容主要集中于以下几点:1)将半导体、新材料列为战略新兴型产业;2)重点发展新材料行业,加快实现新材料技术突破;3)构件有色金属与新材料产业集群;4)对电子制造、先进金属材料实行固链强链。

  近年来,半导体、显示面板领域国产替代加速,行业市场规模由国内企业贡献的比率上升。平面显示领域OLED以及太阳能电池领域市场需求快速增长,带动靶材行业市场规模快速提升,预计至2026年,我国靶材行业市场规模达655亿元。

  从下游来看,半导体靶材市场、显示面板靶材市场以及光伏面板靶材市场未来成长空间较大,预计 2025 年我国半导体靶材市场规模将达到 6.7 亿美元, 21-25 年 CAGR 为9.2%。显示面板靶材市场规模约为 50 亿美元,21-25年 CAGR 为 18.9%。光伏靶材市场规模将接近 38 亿美元,21-25 年 CAGR 为 56.1%。

  预计从2020年到2025年,全球显示面板产能将保持3%的年增速,中国将保持6.2%的年增速。预计到2025年,全球显示靶材的市场规模将从2020年的100亿元增至127亿元;全球ITO(氧化铟锡)显示靶材的市场需求量将从2020年的1550吨增至1800吨,年均增速约3%,市场规模将从17.8亿元增至32.4亿元,年均增速约12.7%。目前,国内面板产能已占全球的36%,未来将达到43%,需求推动下国产替代正在加速进行。

  在双碳目标、清洁能源转型及绿色复苏的驱动下,光伏装机的确定性进一步增强,预计从2020年到2025年,全球光伏装机将从164GW增至398GW。与此同时,随着PERC电池见顶,异质结技术将逐步进入主流,预计到2025年,异质结占比将从2020年的不足1%增至80%,将推动相关领域ITO靶材的市场规模达到60.89亿元。碲化镉是目前市占率最大的薄膜太阳能电池,预计2025年,碲化镉薄膜太阳能电池的组件产量将超过25.7GW,碲化镉的市场规模将达到22.1亿元。

  在上述因素的推动下,预计2025年,光伏靶材的市场规模将从2020年的7.3亿元暴增至83亿元。

  预计2025年,全球半导体材料的市场规模将达到813亿美元,半导体靶材的市场规模将达到21.9亿美元。

  铝靶:目前国内液晶显示行业用铝靶材主要被日资企业主导,由于价格较低,是平板显示行业常用的溅射靶材,但近年来正逐步被铜靶所替代。

  铜靶:从溅射工艺的发展趋势上来讲,对铜靶材的需求比例一直在逐步增加,加之,近几年 国内液晶显示行业的市场规模整体上有所扩大,因此,平板显示行业对铜靶材的需求量将继续呈上升趋势。

  钼靶:钼靶材国内需求占全球超过一半,国产化率约有 50%。钼靶具体可分为条靶、宽靶和管靶3种,其中,4.5 代、5.5 代和6代线一般使用宽幅钼靶,而 8.5 代及以上世代线用使用组 合条靶或管靶。

  ITO靶材:ITO靶材是由90%的氧化铟与10%的氧化锡配比而成,相对密度要求大于99.5%。目前全球铟消耗量中 40%~50%以上是用于制备加工 ITO 靶材。

  国外头部企业一直在增强自身对太阳能电池的开发与供应。JX日矿金属与爱发科等在行业内处于领先位置。国内薄膜电池及 HIT 电池市场规模尚小,相关企业也较少,多处于起步阶段,其中先导稀材、江丰电子等产能规模相对较大。由于我国薄膜电池及 HIT 电池市场规模尚小,相关上游生产企业也较少,目前国内企业中涉及太阳能电池靶材生产的企业主要有江丰电子、先导稀材、四丰电子、 新疆众合等企业。由于 HIT 电池用 ITO 靶材与面板用技术互通,隆华科技等部分显示面板靶材企业也已开始布局相关产业龙头。

  日矿金属、东曹公司以及美国的霍尼韦尔、普莱克斯公司,四家靶材制造国际巨头,占据了全球半导体芯片用靶材市场约90%的份额。伴随着全球半导体产业的扩张,半导体材料需求加速增长;同时,为持续应对美国芯片法案的影响,半导体产业将加速国产化,国内晶圆厂不断扩产,国产化率逐步提升,中国的增速高于全球平均水平。

  目前,全球溅射靶材市场主要有四家企业,分别是JX日矿金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯,市场份额分别为 30%、20%、20%和 10%,合计垄断了全球 80%的市场份额。其中美国、日本跨国集团产业链完整,囊括金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端应用各个环节,具备规模化生产能力,在掌握先进技术以后实施垄断和封锁,主导着技术革新和产业发展,在中高端半导体溅射靶材领域优势明显。国内溅射靶材主要应用于中低端产品,但部分靶材生产企业已经逐渐突破关键技术门槛,国产铝、铜、钼等靶材逐渐崭露头角。

  溅射靶材制造是整个溅射靶材产业链中的关键环节,技术门槛高、生产工艺 复杂,美国、日本等跨国集团长期以来控制着全球绝大部分市场份额,拥有较强 的议价能力,因此,溅射靶材行业保持着较高的盈利能力和利润水平。随着国内溅射靶材实现产业化,行业内技术实力领先、具备规模化生产能力的优势企业通过规模经济效应,进一步实现对进口溅射靶材的替代,在未来一段时期内仍将保持相对较高的利润水平。从行业长期发展来看,国内溅射靶材研发生产技术的进步推动着产业逐渐走向成熟,随着溅射靶材新增产能的释放,最终将促使产品价格下降,从而为下游应用领域的进一步渗透创造条件,有利于产业链的可持续发展。

  霍尼韦尔国际公司(Honeywell International Inc.),成立于 1885 年,总部位于美国,纽约证券交易所上市公司,2014 年财富世界五百强排名第 283 位,拥有航空航天集团、自动化控制系统集团以及特殊材料和技术集团三大业务部门。其中特殊材料和技术集团下属特性材料业务部门,主要产品之一电子原材料包括热界面材料、电子化学品、电子聚合物、贵金属热电偶、靶材、线圈组和金属材料等。霍尼韦尔的主要靶材包括钛铝靶、钛靶、铝靶、钽靶、铜靶等。

  JX 控股总部位于日本,为东京证券交易所上市公司,2014 年财富世界五百强排名第 51 位,主要有能源业务、石油天然气探测和生产业务、金属业务三大业务,其中金属业务为日矿金属运营,日矿金属以铜为中心,致力开展从上游的资源开发、中游的金属冶炼至下游的电子材料加工、环保资源再生业务,主要产品包括铜箔、复合半导体、金属粉末、溅射靶材等,其中溅射靶材主要用于大规模集成电路、平板显示、相变光盘等。

  东曹株式会社(Tosoh Corporation)成立于 1935 年,总部位于日本,为东京证券交易所上市公司,2014 年福布斯世界两千强排名第 1904 位,其功能产品部门由有机化学产品、高机能材料产品、生命科学三部分组成,其中高机能材料产品主要包括电池材料、石英玻璃、分子筛、溅射靶材等。其溅射靶材通过在美国、日本、韩国和中国的生产基地生产,主要用于半导体、太阳能发电、平板显示器、磁记录媒体等领域。

  普莱克斯公司(Praxair, Inc.)成立于 1907 年,总部位于美国,为纽约证券交易所上市公司,2014 年福布斯世界两千强排名第 437 位,是世界最大的气体供应商之一,主要产品包括大气气体产品、生产气体产品以及表面技术产品。普莱克斯公司主要服务于航空航天、化工、医疗保健、金属生产、石油天然气、能源、电子等行业,其中其电子行业的主要产品包括电子设备、次大气气体输送系统、溅射靶材等,其溅射靶材主要应用于电子及半导体行业。

  住友化学株式会社(Sumitomo Chemical Company, Limited),成立于 1913 年,总部位于日本,东京证券交易所上市公司,2013年财富世界五百强排名第 494 位,主要服务于石油化学、能源功能材料、情报电子化学、健康农业相关事业和医药五大领域,其中情报电子化学领域的主要产品包括滤色镜、光学功能薄膜、彩色光阻剂、导光板、触摸屏面板、溅射靶材等。

  日本爱发科真空技术株式会社(ULVAC, Inc.),成立于 1952 年,总部位于 日本,东京证券交易所上市公司,设有真空设备部门和真空应用部门,主要产品 分为真空设备、真空组件和原材料三大类,其中原材料包括高性能材料和溅射靶 材,其溅射靶材主要应用于平板显示、半导体、太阳能电池等领域,此外爱发科 还可以生产 ITO 靶材。

  有研亿金新材料股份有限公司,总部位于北京,为有研新材(600206.SH) 全资子公司,于2000年10月在国家工商总局注册成立,注册资本 17,281.6253 万元,主要研发、生产和销售微电子光电子用薄膜新材料和生物医用新材料,产 品包括靶材、蒸镀材料、口腔正畸器材和医疗用介入支架等,其靶材产品主要包 括铝及其合金靶、钛靶、铜靶、钽靶等。

  福建阿石创新材料股份有限公司成立于2002年10月,住所位于福建省长乐 市,注册资本为 5,880 万元,专业从事各种 PVD 镀膜材料研发、生产和销售, 主导产品为溅射靶材和蒸镀材料两个系列产品,产品已在平板显示、光学元器件、 节能玻璃等领域得到应用,下游客户包括蓝思科技、伯恩光学、宸鸿科技、爱普 生、水晶光电等。

  公司已经掌握了高纯溅射靶材生产过程中的关键技术,具备较强的技术研 发、产品开发和批量生产能力,能够根据下游客户对溅射靶材产品质量、技术指 标和规格尺寸等方面的要求进行定制化产品生产和技术服务,在全球范围内积极 参与与美国、日本跨国公司的市场竞争,不断进入国内外优质客户的供应链体系, 主要客户包括台积电(TSMC)、联华电子(UMC)、格罗方德 (GLOBALFOUNDRIES)、中芯国际(SMIC)、索尼(SONY)、东芝(TOSHIBA)、 瑞萨(Renesas)、美光(Micron)、海力士(Hynix)、华虹宏力(HHGrace)、 意法半导体(STM)、英飞凌(Infineon)、京东方(BOE)、华星光电(CSOT)、 SunPower 等国内外知名半导体、平板显示及太阳能电池制造企业,在行业中占 据了较为有利的竞争地位。

  先进技术是保证行业快速发展的重要条件。高纯溅射靶材制造是一个多学科 知识综合运用、先进技术和手段融合的高科技行业,涉及金属提纯、材料科学、 信息技术等领域融合应用,技术含量丰富。

  目前行业内主流镀膜工艺为物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)两种, 其中PVD方法具体来看包括溅射和蒸镀两类,CVD方法则包括化学气相沉积和原子层沉积两类。溅射镀膜工艺则凭借着其可重复性好、膜厚可控制,可在大面积基板材料上获得厚度均匀的薄膜, 所制备的薄膜具有纯度高、致密性好、与基板材料的结合力强等优点发展迅速,已成为制备薄膜材料的主要技术之一,各种类型的溅射薄膜材料已得到广泛的应用,因此,对溅射靶材这一具有高附加值的功能材料需求逐年增加,溅射靶材亦已成为目前市场应用量最大的 PVD 镀膜材料。

  由于溅射离子不规则的作用关系,溅射靶材在溅射过程中容易产生不均匀的 冲蚀现象,从而造成溅射靶材的利用率普遍偏低。近年来,通过改善溅射机台和加强产品研发,使得溅射靶材的利用率有所提高,但仍然有很大的提升空间。怎 样提高溅射靶材的利用率将是今后研究设计溅射靶材、溅射机台的主要课题。

  当溅射靶材受到高速度能的离子束流轰击时,由于溅射靶材内部空隙内存在 的气体突然释放,造成大尺寸的溅射靶材微粒飞溅,这些微粒的出现会降低溅射 薄膜的品质甚至导致产品报废,例如在极大规模集成电路制作工艺过程中,每 150mm 直径硅片所能允许的微粒数必须小于30个。怎样控制溅射靶材的晶粒, 解决溅射过程中的微粒飞溅现象成为溅射靶材的研发方向之一。 在溅射过程中,溅射靶材中的原子容易沿着特定的方向溅射出来,而溅射靶材的晶向能够对溅射速率和溅射薄膜的均匀性产生影响,最终决定产品的品质,因此,获得一定晶向的靶材结构至关重要。但要使溅射靶材内部获得一定晶向,存在较大的难度,需要根据溅射靶材的组织结构特点,采用不同的成型方法,进行反复的塑性变形、热处理工艺加以控制。

  溅射靶材的技术发展趋势与下游应用领域的技术革新息息相关,随着应用市场在薄膜产品或元件上的技术进步,溅射靶材也需要随之变化。在下游应用领域 中,半导体产业对溅射靶材和溅射薄膜的品质要求最高,随着更大尺寸的硅晶圆 片制造出来,相应地要求溅射靶材也朝着大尺寸方向发展,同时也对溅射靶材的 晶粒晶向控制提出了更高的要求。溅射薄膜的纯度与溅射靶材的纯度密切相关, 为了满足半导体更高精度、更细小微米工艺的需求,所需要的溅射靶材纯度不断 攀升,甚至达到 99.9999%(6N)纯度以上。

  根据烯牛数据,共有24家靶材企业在一级市场有过融资经历。在最近3年中,靶材企业股权融资数量较少。其中,2022年1季度和9月,先导科技分别进行了A轮14亿元和B轮45亿元的融资。据悉,先导薄膜已实现99.99%-99.99999%(4N-7N级别)的高纯硒、碲和铟的稳定产业化,并通过并购优美科、三星康宁等国际先进ITO靶材业务在新型显示领域、异质结太阳能领域占据了主导地位。

  有研新材:主要生产半导体靶材。已实现镍铂、钴、钨、铜等十余款12英寸高纯金属溅射靶材产品的关键技术突破,多款产品通过中芯国际、长江存储以及新加披、韩国等国内外高端集成电路 厂商验证,并批量供货,客户覆盖中芯国际、大连 intel、台积电、联电、北方华创等芯片制造和设备企业;公司大尺寸靶材占比持续增加,8-12 英寸靶材占比已达到靶材整体销量的三分之二, 其中 12 英寸靶材销售数量较 2019 年增长 115%;2020 年公司先进封装用高纯靶材销售量继续保持全国领先。

  江丰电子:靶材业务多元化扩展,产品在半导体、太阳能光伏和面板领域均有覆盖。主要产品为各种高纯溅射靶材,包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等,主要应用于半导体(主要为超大规模集成电路领域)、平板显示、太阳能等领域。在半导体领域,公司已成为台积电、SK 海力士、中芯国际、联华电子等厂商的供应商;在平板显示领域,公司已成为京东方、华星光电等全球知名面板厂商的供应商。

  隆华科技:在平面显示靶材行业处于国内领先地位。拥有丰富靶材产品系列组合,四丰电子和晶联光电分别在钼靶和ITO 靶材业务均属于行业龙头,同时在钼合金靶材和铜靶材等产品市场推广也取得积极进展。四丰电子用户包括京东方、华星光电、天马微电子等企业,覆盖了国内主要使用钼靶材的企业,且市场占有率越来越高,经过多年研发,公司大尺寸宽幅钼靶已开始批量供货,成为了新的增长点。

  阿石创:集镀膜材料研发、生产、销售等为一体的综合性平板显示镀膜材料企业。阿石创在面板领域主要生产钼、铝、铜、钛及 ITO 靶材,产品除面板、触控外还应用于光学器件、太阳能光伏和汽车/建筑玻璃镀膜等领域。开拓了华星光电、彩虹光电、中电熊猫等客户。产品远销日本、美 国、德国、韩国等国家。

  高纯溅射靶材属于技术密集型产业,对生产技术、机器设备、工艺流程和工作环境都提出了非常严格的要求。通常来看,溅射靶材生产过程可分为金属提纯、靶材制造、溅射镀膜、终端应用四个环节:靶材制造环节是在溅射靶材产业链条中对生产设备及技术工艺要求最高的环节,溅射薄膜的品质对下游产品的质量具有重要影响。溅射机台长期被美国、日本等跨国集团垄断。除靶材制造和溅射镀膜环节外,超高纯金属提纯技术也具有较高技术壁垒。尤其是先进半导体等高端制造行业所需金属纯度在 5N5(99.9995%)甚至 6N(99.9999%)及其以上。

  以半导体靶材为例,客户认证周期一般需要 2-3年,且采取供应商份额制,新进入行业的企业面临着较高的客户认证壁垒。显示面板行业客户认证周期也高达 1-2 年。光伏用ITO 靶材与面板用技术互通,率先绑定产业龙头者有望获取先发优势。

  高纯溅射靶材研发是一项投入大、周期长的系统工程,产品从研究开发、性 能检测到最终产品的销售,需要投入大量的资金和时间,建造现代化的生产厂房 和试验室,引进先进的研发生产设备和精密的检验测量仪器。随着下游应用领域 的发展速度不断加快,尤其是终端电子消费品的市场竞争加剧,生产技术标准越 来越严格,高纯溅射靶材生产企业只有具备较为雄厚的资金实力,不断加大对产 品研发、技术装备的投资力度,才能在激烈的市场竞争中获得持续发展。

  高纯溅射靶材生产工艺复杂、技术含量高,研发和制造需要大批具有深厚专 业背景、丰富实践经验的高层次技术人才,具备复合型的专业知识结构和较强的 学习能力,对行业技术发展趋势有准确的把握,还需要在实际的工艺环境中长期 积累应用经验,深刻理解生产工艺的关键技术环节,才能开发出满足下游客户需 求的产品。同时,高纯溅射靶材需要安装在专用的机台上完成溅射,公司产品在 销售给客户后,需要经验丰富的工程师提供专业的技术支持服务,对产品逐步完 善以更好地匹配客户的机台。世界范围内,美国、日本的跨国集团长期把持着核 心技术和关键设备,国内高纯溅射靶材产业起步较晚,滞后的人才培养导致本行 业人才相当匮乏,因此,对新进入的企业而言,如何解决人才供应是比较棘手的问题。

  溅射靶材是电子及信息产业、液晶显示器、光学等行业必不可少的原材料, 进而广泛地应用于汽车电子、智能手机、平板电脑、家用电器、显微镜及相机镜 头等终端消费领域,因此,溅射靶材行业不易受到偶然性或突发性因素的影响, 能够充分分享下游产业应用的广阔市场。随着终端应用领域的不断扩展和快速发 展,强劲的消费需求有利于驱动溅射靶材市场不断扩容,促进技术进步和产业成 熟。

  溅射靶材行业属于国家重点鼓励发展的战略性新兴产业,由于长期依赖进 口,国内客户迫切希望溅射靶材能够尽快实现国产化。为了促进我国溅射靶材产 业规模平稳较快增长,技术创新能力增强,加速溅射靶材供应本土化进程,近年 来,国家制定了一系列产业政策引导溅射靶材工业健康稳定发展,同时,国家高 技术研究发展计划(简称“863 计划”)、国家科技重大专项“极大规模集成电路制 造设备及成套工艺”专项基金(简称“02 专项”)、发改委的战略转型产业化项目都有针对性地把溅射靶材的研发及产业化列为重点项目,从国家战略高度扶植溅射靶材产业发展壮大,国家产业政策、研发专项基金的陆续发布和落实,为溅射靶材行业的快速发展营造了良好的产业环境,将有力地引导溅射靶材产业持续健康发展,企业实力进一步增强。

  2011 年日本大地震致使日本溅射靶材生产商陷入全面停产,加剧了全球溅 射靶材的供应缺口,随着溅射靶材下游应用领域的扩展,以半导体芯片为代表的 主要应用市场的生产商迫切希望打破长期以来溅射靶材由美国、日本跨国公司垄 断的局面,期待溅射靶材生产商的涌现能够为产业链带来新的活力,这为国内溅 射靶材生产厂商提供了强劲的发展动力。

  近年来,国内溅射靶材供应商抓住国家政策大力扶持和全球制造业转移的机遇,通过自主创新和引进国外先进生产设备和技术,推动行业技术水平持续提升,与国际先进水平的差距逐步缩小或达到平均水平,部分自主生产的产品已经实现进口替代。此外,国内部分具有自主知识产权及品牌的企业,凭借先进的生产工艺,良好的市场口碑,开始参与国际市场的竞争,并能够进入全球领先企业的供应链体系,为国内溅射靶材市场的持续发展打下了良好基础。

  显示面板用靶材的发展趋势是:大尺寸、低电阻、高纯度、高密度化,高效率化。钼溅射靶材作为 OLED 显示屏中的关键核心原材料,预计未来会有较快幅度的增长,据 DSCC 测 算,到 2025 年,中国大陆的 Gen6 OLED 产线Ton 高纯 Mo。此外,得益于优异的电学性能,铜靶将在显示屏生产得到广泛运用,据 DSCC 测算,中国大陆 Gen 10.5 工厂对高纯 Cu 的需求会从 2021 年 599 吨,逐步增加到 2025 年的 976 吨。G8.5+产线对高纯 Cu 的需求将会超过 8000 吨。

  随着国家对环境保护、节能减排 方面的重视,预计未来几年,我国将加快能源结构优化调整,引导太阳能等可再 生能源的应用扩展,推动我国太阳能电池市场保持持续平稳的增长态势,技术更 加先进的薄膜太阳能电池将不断完善各个产业环节,提高光电转化效率,扩大在 未来太阳能电池市场中的应用。

  为了满足现代芯片高精度、小尺寸的需求,对电极和连接器件的布线金属薄膜的性能要求越来越高,这就对溅射靶材的性能提出了更高的要求。推动溅射靶材逐步向大尺寸、多品种、高纯度化发展。


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