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溅射靶材

电子设备2023-09-28马炎头豹研究院机构上传
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溅射靶材

溅射靶材行业分类 溅射靶材按形状分类可分为平面靶和旋转靶;按化学成分可分为金属或非金属单质靶材、合金靶材和陶瓷化 合物靶材。 按形状分类 平面靶指具有一定厚度的长靶、方靶、圆靶等,由靶坯和背板绑定而成,在溅射过程中,靶坯与基板平行相对,背板下方放置磁铁,在靶坯与基板之间形成电磁场。 平面靶 溅射靶材分类 旋转靶即管状溅射靶材,管靶内放置磁铁,向基板方向形成电磁场。 旋转靶 按化学成分分类 溅射靶材分类 满足新型功能膜系的设计开发需求。 陶瓷化合物靶材是由一种或几种氧化物经高温烧结而成的具有陶瓷结构和特性的靶材,例如,ITO靶 (Indium Tin Oxide,氧化铟锡)、IZO靶(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)等,陶瓷化合物靶材具有高强度、高熔点、化学稳定性好、耐腐蚀等优点,但塑性变形能力差,易发生脆性破坏,大尺寸靶材制备难度较大。 陶瓷化合物靶材 定制化设计研发 溅射靶材下游应用领域广泛,各领域要求不同,需要定制化设计研发。 溅射靶材下游应用领域广泛,不同领域应用场景也不同,而且溅射靶材种类繁多,不同类型溅射靶材的材料特性差异较大,例如,在半导体领域中,需要高纯度或超高纯度的金属靶材,而在光学涂层中,则可能 需要特定的合金或化合物靶材,因此,在加工生产过程中需要根据下游客户需求进行定制化工艺设计,调 整工艺参数、成分配方等,以满足不同领域客户的需求。 技术壁垒较高 溅射靶材生产制造涉及多门专业学科,融合多个专业领域的技术,生产工艺流程复杂,工序环节众多,行业技术壁垒较高。 溅射靶材生产制造涉及电子光学、工程学、材料学、物理学、化学等多门专业学科,融合了微观结构控制、靶材结构设计、金属粉末制备、高精度成型、机加工、绑定焊接、清洗包装等多个专业技术领域,技 术综合性强,复杂程度高,研发难度大。溅射靶材生产工艺流程复杂,工序环节众多,包括工艺设计,塑性变形,热处理,控制晶粒、晶向等关键指标,焊接,机械加工,清洗干燥等,各生产环节相互影响,每 一个生产工序均会影响最终产品品质,生产过程中必须对各环节工序进行严格的控制,以确保产品品质和性能的稳定性,行业技术壁垒较高。 萌芽期 1842年格波夫在实验室中发现了阴极溅射现象,由于人们对溅射机理缺乏深入了解且溅射薄膜技术 发展缓慢,商业化的磁控溅射设备直到1970年才逐渐应用于实验室和小型生产。 1842年格波夫发现了阴极溅射现象,该时期研究人员主要关注了溅射过程的基本原理和现象,由于 溅射设备与技术的缓慢发展,溅射靶材仍然处于研发期。 启动期 1981~2000 20世纪80年代,集成电路、信息存储、液晶显示器、光存储器等电子与信息产业快速发展,磁控溅射技术才从实验室应用真正进入工业化规模生产应用领域。20世纪90年代,为发展薄膜技术及薄膜 材料,中国国家计委、国家科委等发布了一系列政策支持镀膜及相关材料的发展,为中国溅射靶材企业的发展创造了良好的研发基础和产业化条件。受限于技术、下游应用市场尚处起步阶段等因素,中 国溅射靶材行业发展较为缓慢,具备规模化生产能力和较强研发实力的企业较少,溅射靶材主要应用于中低端产品。 该时期中国政府颁布了一系列政策鼓励支持溅射靶材的发展,但受限于技术、下游应用市场尚处起步阶段等因素,中国溅射靶材行业发展较为缓慢,具备规模化生产能力和较强研发实力的企业较少,溅 射靶材主要应用于中低端产品。 高速发展期 2001~2023 进入21世纪,中国宏观经济进入高速发展期,电视、电脑、手机等消费电子产品市场迅速发展,相关终端应用领域市场规模不断扩大,从而推动了中国本土溅射靶材企业和溅射靶材市场的快速发展。经 过多年的发展,中国溅射靶材企业已经取得了长足的发展和进步,国产高纯、高性能溅射靶材企业通过持续的自主研究开发逐渐突破关键技术,并不断扩大生产制造规模,在技术开发、产品性能、生产 规模、产品质量、市场品牌等方面的市场竞争力正在不断稳步提升,打破了溅射靶材行业长期被境外 大型厂商垄断的不利局面。近年来,随着国内平面显示和半导体集成电路产业迅速发展,下游产业逐步向国内转移,进一步推动了中国溅射靶材行业的快速发展,中国溅射靶材逐渐从单一的规模增长转 变为进口替代的结构化增长。 中国宏观经济进入高速发展期,电视、电脑、手机等消费电子产品市场迅速发展,相关终端应用领域 市场规模不断扩大,推动了中国本土溅射靶材企业和溅射靶材市场的快速发展。经过多年的发展,中国本土企业通过持续的自主研究开发逐渐突破关键技术,打破了溅射靶材行业长期被境外大型厂商垄 溅射靶材产业链分析 溅射靶材产业链上游为原材料供应,原材料供应代表性参与方有陕西有色、中国铝业等。产业链中游为溅射 靶材生产制造,代表性参与方有江丰电子、隆华科技、阿石创等。产业链下游为电子防护元器件应用领域,代表 性参与方有京东方、超视界等。 溅射靶材原材料主要为金属、非金属、合金、化合物等,产业链上游原材料金属产量充足且呈增长态势,2022年,铜、铝、铅等十种常用有色金属产量为6,774.3万吨,同比增长4.3%,其中,精炼铜产量1,106.3万 吨,同比增长4.5%;原铝产量4,021.4万吨,同比增长4.5%。产业链中游溅射靶材制造所涉及的工序精细且繁多,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,溅射靶材企业通常采用“以销定产” 模式,避免库存积压。溅射靶材产业链下游应用领域众多,主要用于平面显示、半导体集成电路、新能源电池和太阳能电池、信息储存等领域,其中平面显示是溅射靶材需求最大的应用领域,占比约30%左右,半导体集成电 路领域占比约20%左右,太阳能电池和信息储存领域占比也较高,占比分别为18%、15%。 上 产业链上游 生产制造端 原材料供应 上游厂商 陕西有色金属控股集团有限责任公司 古河电工(深圳)有限公司 日商有色贸易(上海)有限公司 查看全部 产业链上游说明 产业链上游为原材料供应。溅射靶材原材料主要为金属、非金属、合金、化合物等,金属原材料提纯得到的高纯度金属和超高纯度金属是生产高纯溅射靶材的基础,半导体产业、平板显示器产业以及太 阳能电池产业均需用超高纯金属溅射靶材,以半导体芯片用溅射靶材为例,若溅射靶材杂质含量过高,则形成的薄膜无法达到使用所要求的电性能,并且在溅射过程中易在晶圆上形成微粒,导致电路 短路或损坏。溅射靶材原材料金属产量充足且呈增长态势。2022年,中国铜、铝、铅、锌等有色金属 产业链中游 品牌端 溅射靶材生产制造 中游厂商 宁波江丰电子材料股份有限公司 隆华科技集团(洛阳)股份有限公司 广东欧莱高新材料股份有限公司 查看全部 产业链中游说明 产业链中游为溅射靶材制造。从溅射靶材制造过程上看,溅射靶材制造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、清洗干燥等工序。溅射靶材制造所涉及的工序精细且繁多,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。从企业生产模式上看,由于溅射靶材下游 应用领域不同,下游企业通常对于溅射靶材有各自独特要求,溅射靶材企业需根据下游客户的要求,进行溅射靶材产品设计、生产和销售,因此,溅射靶材企业通常采用“以销定产”模式,避免库存积 压,例如,2022年欧莱新材铜靶、铝靶、钼及钼合金靶产销率分别为100.4%、103,1%、118.5%。 往年各种靶材产销率也通常在90%以上。 下 产业链下游 渠道端及终端客户 应用领域 渠道端 京东方科技集团股份有限公司 深圳华星光电有限公司 惠科股份有限公司 查看全部 产业链下游说明 产业链下游为应用领域。溅射靶材广泛应用于平面显示、半导体集成电路、新能源电池和太阳能电 池、信息储存、消费电子等领域,其中,平面显示领域占比最高,占比约30%左右,在平面显示领域,溅射靶材主要应用于ITO玻璃或彩色滤光片镀膜和触控屏面板镀膜两个核心环节;其次是半导体 溅射靶材行业规模 中国溅射靶材市场规模 溅射靶材行业规模 计算规则:中国溅射靶材市场规模=(中国平面显示用溅射靶材市场规模+中国太阳能电池用溅射靶材市场规模)/中 国平面显示和太阳能电池用溅射靶材在溅射靶材中的占比 中国溅射靶材行业规模整体呈稳步增长态势。2018年至2022年市场规模由207亿元增长至305.4亿元,年复 合增长率为10.2%,预计2027年市场规模有望达580.6亿元,2022年至2027年市场规模年均复合增长率为 14.7%。 作为各类薄膜工业化制备的关键材料,溅射靶材广泛应用于半导体集成电路、平面显示、太阳能电池、信息存储、低辐射玻璃等领域。下游行业的快速发展是溅射靶材市场增长的驱动力。(1)溅射靶材是制备半导体集 成电路的核心材料之一,溅射靶材主要应用于晶圆制造和芯片封装环节。近年来,国家政策大力支持以及终端应用市场规模的扩大,中国半导体集成电路行业实现了快速的发展,2018年至2022年,中国集成电路产量由1,852.6亿块增长至3,241.9亿块,年均复合增长率达15%,2022年,中国集成电路产业规模已超过1.2万亿元, 同比增长14.8%;晶圆代工行业也实现了快速的发展,2016年至2021年晶圆代工市场规模从46亿美元增长至94亿美元,年均复合增长率达15.1%,高于全球行业增长率,半导体集成电路行业的快速发展带动了溅射靶材市场 的增长。(2)平面显示是溅射靶材需求规模最大的市场应用领域,镀膜是现代平面显示产业的基础环节,为保证大面积膜层的均匀性,提高生产效率和降低成本,几乎所有类型的显示器件都会使用大量溅射靶材来制备各类 功能薄膜,2021年中国显示器产量达17,368.6万台,电视、电脑、手机、车载显示屏等终端应用领域的快速发展促进了平面显示行业的发展,进而带动了溅射靶材需求的快速增长,2022年中国彩色电视机产量达19,578.3 万台;2019年中国手机出货量为3.9亿部,其中,5G手机出货量为1,376.9万部,2022年,中国手机出货量达2,786.0万部,其中,5G手机达2,323.4万部,2022年中国5G手机出货量的市场占比已超过80%;2018年至 2021年中国笔记本电脑产量由17,761.3万台增长至29,501.4万台,年均复合增长率达18.4%。 预计未来溅射靶材行业规模将呈增长态势。一方面,太阳能电池用溅射靶材未来发展潜力较大。在太阳能电池中,溅射靶材主要用于制备薄膜电池背电极以及HJT(Hetero-junction with Intrinsic Thin-layer,本征薄膜异 质结电池)太阳能电池导体层,受传统能源紧缺和日益严重的环境问题的影响,近年来,世界各国均加大力度扶持光伏产业,太阳能电池作为光伏发电系统的核心部件市场发展迅速,2018年至2022年中国太阳能电池产量由 9,605.3万千瓦增长至34,364.2万千瓦,年复合增长率达37.5%;为进一步提高光电转换效率和降低制造成本,HJT太阳能电池技术等新兴太阳能电池技术不断涌现,未来太阳能电池的大幅应用及推广将推动溅射靶材市场需 求快速增长。另一方面,OLED(有机发光显示器)、Mini LED、Micro LED等新型显示技术竞相发展,8K超高清、3D显示、柔性显示、透明显示等技术领域进步显著,正颠覆传统显示终端应用形态;各类智能家电如智能 冰箱、智能洗衣机、智能空调、智能窗帘等将配备显示屏;血氧仪、血压计、额温枪、电子温度计等各类医疗设备和医疗器械安装显示面板的需求也将越来越高,平面显示作为溅射靶材行业最为重要的下游应用领域之一,新 型显示技术的不断突破和平面显示终端应用的持续拓展将推动溅射靶材的需求增加,带动溅射靶材行业的发展。 支持鼓励光刻胶、光电显示材料、工业