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2019年中国靶材行业发展现状及竞争格局分析[图]

2020年05月17日 16:14:54字号:T|T

    靶材是溅射薄膜制备的源头材料,又称溅射靶材。是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。

    靶材的分类主要是按照形状、化学成分以及应用领域分类。

靶材分类

分类标准
产品类别
形状
长靶、方靶、圆靶
化学成分
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)
应用领域
半导体芯片靶材、
平面显示器靶材、
太阳能电池靶材、
信息存储靶材、
工具改性靶材、
电子器件靶材、
其他靶材

资料来源:智研咨询整理

    高纯度溅射靶材主要应用于电子元器件制造的物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)工艺。PVD镀膜目前主要有三种形式,分别是溅射镀膜、蒸发镀膜以及离子镀膜。

三种真空镀膜方式对比

项目
蒸发镀膜
溅射镀膜
离子镀膜
粒子能量eV
0.1-1
1-10
>10
镀膜理论密度
95%
98%
98%
晶粒大小
非常小、非晶质
膜附着力
镀膜速率nm/min
0.1-75
0.01-0.5
0.1-50

资料来源:《真空镀膜概述》、智研咨询整理

    为推动国内靶材产业发展,增强产业创新能力和国际竞争力,带动传统产业改造和产品升级换代,我国制定了一系列靶材行业相关支持政策。

十三五期间中国关于靶材行业相关政策统计

政策名称
政策导向
《有色金属工业发展规划(2016-2020年)》
围绕新一代信息技术产业的集成电路、功能元器件等领域需求,利用先进可靠技术,加快发展大尺寸硅单晶抛光片、超大规格高纯金属靶材、高功率微波/激光器件用衬底及封装材料、红外探测及成像材料、真空电子材料等,实现新一代微电子光电子功能材料、智能传感材料研发及产业化取得突破,提升高端有色金属电子材料供给水平。
《稀土行业发展规划(2016-2020年)》
开发超高纯稀土金属及其靶材等深加工产品的制备技术和批量化生产装备,研制超高纯及特殊物性稀土化合物材料及规模制备技术和装备,满足高端电子器件和芯片、功能晶体、集成电路、红外探测、燃料电池、特种合金、陶瓷电容器等应用需求。
《新材料产业发展指南》
加强大尺寸硅材料、大尺寸碳化硅单晶、高纯金属及合金溅射靶材生产技术研发,加快高纯特种电子气体研发及产业化,解决极大规模集成电路材料制约。加快电子化学品、高纯发光材料、高饱和度光刻胶、超薄液晶玻璃基板等批量生产工艺优化,在新型显示等领域实现量产应用。开展稀土掺杂光纤、光纤连接器用高密度陶瓷材料加工技术研发,满足信息通信设备需求。

资料来源:智研咨询整理

    靶材行业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靶材产业链中的关键环节。

    靶材产业下游包括半导体、光伏电池、平板显示器等等,其中,半导体芯片行业用的金属靶材,主要种类包括:铜、钽、铝、钛、钴和钨等高纯靶材,以及镍铂、钨钛等合金类的靶材。铜靶和钽靶通常配合起来使用。

靶材行业产业链结构示意图

资料来源:智研咨询整理

    靶材主要应用在平板显示、记录媒体、光伏电池、半导体等领域。其中,在靶材应用领域中,半导体芯片对靶材的金属材料纯度、内部微观结构等方面都设定了极其苛刻的标准,需要掌握生产过程中的关键技术并经过长期实践才能制成符合工艺要求的产品。

    因此,半导体芯片对靶材的要求是最高的,价格也最为昂贵。

靶材应用结构

资料来源:WSTS、智研咨询整理

    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。

    目前晶圆的制造正朝着更小的制程方向发展,铜导线工艺的应用量在逐步增大,因此,铜和钽靶材的需求将有望持续增长。铝靶和钛靶通常配合起来使用。目前,在汽车电子芯片等需要110nm以上技术节点来保证其稳定性和抗干扰性的领域,仍需大量使用铝、钛靶材。

    根据智研资讯发布的《2020-2026年中国溅射靶材行业市场经营管理及竞争策略建议报告》数据显示:靶材在半导体材料中占比约为 2.5-3%,由于半导体靶材市场与晶圆产量存在直接关系,中国大陆晶圆厂产能占全球比例在15%左右,推算出2019 年国内半导体用靶材市场约为10.3亿元。

2014-2019年中国半导体用靶材市场规模走势图

资料来源:SEMI、智研咨询整理

    目前,全球的靶材制造行业,特别是高纯度的靶材市场,呈现寡头垄断格局,主要由几家美日大企业把持,如日本的三井矿业、日矿金属、日本东曹、住友化学、日本爱发科,以及美国霍尼韦尔、普莱克斯等。

    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,此外,东曹和普莱克斯分别占20%和10%。

全球靶材市场主要企业份额

资料来源:半导体观察、智研咨询整理

    目前,国内靶材厂商主要聚焦在低端产品领域,在半导体、平板显示器和太阳能电池等市场还无法与国际巨头全面竞争。

    但是,依靠国内的巨大市场潜力和利好的产业政策,以及产品价格优势,它们已经在国内市场占有一定的市场份额,并逐步在个别细分领域抢占了部分国际大厂的市场空间。

    近年来,我国政府制定了一系列产业政策,如863计划、02专项基金等来加速溅射靶材供应的本土化进程,推动国产靶材在多个应用领域实现从无到有的跨越。这些都从国家战略高度扶植并推动着溅射靶材产业的发展壮大。

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