編者按：濺射靶材身為半導(dǎo)體芯片材料的核心，具有很重要的研究價值。本文將主要從定義、規(guī)模、行業(yè)壁壘、行業(yè)發(fā)展前景等對濺射靶材進(jìn)行分析，使大家對濺射靶材具有更深度了解。

半導(dǎo)體材料之濺射靶材

1. 濺射靶材的定義

磁控濺射鍍膜是一種新型的物理氣相鍍膜方式,就是用電子槍系統(tǒng)把電子發(fā)射并聚焦在被鍍的材料上，使其被濺射出來的原子遵循動量轉(zhuǎn)換原理以較高的動能脫離材料飛向基片淀積成膜。這種被鍍的材料就叫濺射靶材。濺射靶材有金屬、合金、陶瓷化合物等。濺射靶材主要應(yīng)用于電子及信息產(chǎn)業(yè)，如集成電路、信息存儲、液晶顯示屏、激光存儲器、電子控制器件等；亦可應(yīng)用于玻璃鍍膜領(lǐng)域；還可以應(yīng)用于耐磨材料、高溫耐蝕、高檔裝飾用品等行業(yè)。

2. 濺射靶材分類

根據(jù)形狀可分為方靶，圓靶，異型靶；

根據(jù)成分可分為金屬靶材、合金靶材、陶瓷化合物靶材；

根據(jù)應(yīng)用不同又分為半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)陶瓷靶材、記錄介質(zhì)陶瓷靶材、顯示陶瓷靶材、超導(dǎo)陶瓷靶材和巨磁電阻陶瓷靶材等；

根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域分為微電子靶材、磁記錄靶材、光碟靶材、貴金屬靶材、薄膜電阻靶材、導(dǎo)電膜靶材、表面改性靶材、光罩層靶材、裝飾層靶材、電極靶材、封裝靶材、其他靶材。

3. 產(chǎn)業(yè)鏈

3.1 產(chǎn)業(yè)鏈上游情況

靶材純度要求高，其中薄膜太陽能電池與平板顯示器要求純度為4N，集成電路芯片要求純度為6N。

金屬提純的主要方式有化學(xué)提純與物理提純，化學(xué)提純主要分為濕法提純與火法提純，通過電解、熱分解等方式析出主金屬。物理提純則是通過蒸發(fā)結(jié)晶、電遷移、真空熔融法等步驟提純得到主金屬。

全球范圍內(nèi)高純金屬產(chǎn)業(yè)集中在美國、日本等國家，國產(chǎn)靶材的大部分高純原料依賴進(jìn)口，銅鈦鋁小部分可以自給。挪威海德魯是全球5N5級高純鋁最大的公司。

全球范圍內(nèi)，高純金屬產(chǎn)業(yè)集中度較高，美國、日本等國家的高純金屬生產(chǎn)商依托先進(jìn)的提純技術(shù)在整個產(chǎn)業(yè)鏈中居于十分有利的地位，這也是國外得以寡占靶材市場的重要原因。

3.2 產(chǎn)業(yè)鏈中游情況

產(chǎn)業(yè)鏈中游主要包括靶材制造和濺射鍍膜兩大環(huán)節(jié)。針對靶材制造環(huán)節(jié)，靶材制造涉及的工序繁多，技術(shù)門檻高、設(shè)備投資大，具有規(guī)模化生產(chǎn)能力的企業(yè)數(shù)量相對較少。目前全球靶材制造業(yè)，尤其是高純度靶材市場，主要份額集中在海外巨頭手中。美日龍頭企業(yè)在掌握核心生產(chǎn)技術(shù)后，實施嚴(yán)格保密措施來限制技術(shù)外泄，并通過擴(kuò)張整合把握全球濺射靶材市場的主動權(quán)，先發(fā)優(yōu)勢明顯。

針對濺射鍍膜環(huán)節(jié)，鍍膜的主要工藝有物理氣相沉積（PVD）和化學(xué)氣相沉積（CVD）。PVD技術(shù)是目前主流鍍膜方法，其中的濺射工藝在半導(dǎo)體、顯示面板應(yīng)用廣泛；CVD技術(shù)主要通過化學(xué)反應(yīng)生成薄膜，在高溫下把含有薄膜元素的一種或幾種氣相化合物或單質(zhì)引入反應(yīng)室，在襯底表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成薄膜。在濺射鍍膜過程中，濺射靶材需要安裝在機(jī)臺中完成濺射反應(yīng)，濺射機(jī)臺專用性強(qiáng)、精密度高。濺射鍍膜市場長期被美國、日本跨國集團(tuán)壟斷，是集成電路和顯示面板不可或缺的環(huán)節(jié)之一。

3.3 產(chǎn)業(yè)鏈下游情況

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，按照應(yīng)用領(lǐng)域分類，靶材下游應(yīng)用領(lǐng)域包括半導(dǎo)體芯片、平板顯示器、太陽能電池、信息存儲、工具改性、電子器件和其他領(lǐng)域。半導(dǎo)體芯片、平板顯示、太陽能電池和信息存儲為高純?yōu)R射靶材的四大應(yīng)用領(lǐng)域，合計占比達(dá)94%。其中，半導(dǎo)體芯片對濺射靶材的金屬材料純度、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等方面都設(shè)定了極其苛刻的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)要求最高，認(rèn)證過程最為嚴(yán)格。

半導(dǎo)體

半導(dǎo)體是對靶材要求純度最高的領(lǐng)域，也是目前國產(chǎn)化率最低的一個領(lǐng)域。主要在晶圓制造和芯片封裝兩個環(huán)節(jié)使用，其中介質(zhì)層、導(dǎo)體層、保護(hù)層都要使5N級以上純度的靶材濺射鍍膜，先進(jìn)制程要求更高純度的金屬。

全球半導(dǎo)體靶材市場規(guī)模與全球半導(dǎo)體材料市場規(guī)模變化趨勢相近，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，靶材在晶圓制造和封測規(guī)模成本占比約為2.7%。2020年全球半導(dǎo)體靶材市場規(guī)模達(dá)15.67億美元，我國半導(dǎo)體靶材市場規(guī)模約29.86億元，日美廠商壟斷90%的芯片靶材市場份額。

平板顯示

在全球面板行業(yè)的幾輪大周期中，產(chǎn)業(yè)鏈在變遷中重新分布，以低成本、高質(zhì)量的優(yōu)勢，國內(nèi)快速推進(jìn)LCD面板國產(chǎn)化，逐步搶占三星、LG等市場份額，上游原料端的國產(chǎn)化率持續(xù)提升。面板面積穩(wěn)定增長，中國份額逐步提高，推動國內(nèi)靶材市場更快增長。2020年全球平板顯示靶材市場規(guī)模約52億美元，復(fù)合增速約8%。國內(nèi)市場規(guī)模約165.9億元，復(fù)合增速約20%，全球占比約47%。

光伏領(lǐng)域

靶材在光伏領(lǐng)域主要用于薄膜電池和HJT電池，潛在需求值得期待。

薄膜市場主要由美國FirstSolar占據(jù)，出貨量經(jīng)歷多年停滯甚至萎縮后，近年來隨著新一代產(chǎn)品的成本大幅下降，2019年FirstSolar公司組件產(chǎn)量大幅增長112%至5.7GW。薄膜太陽能電池具有衰減低、重量輕、材料消耗少、制備能耗低、適合與建筑結(jié)合（BIPV）等特點，依然是光伏市場的重要補充。

HJT電池在當(dāng)前商業(yè)化及準(zhǔn)商業(yè)化組件中轉(zhuǎn)化效率最高，目前處于中試或小規(guī)模量產(chǎn)階段，隨著規(guī)?；a(chǎn)及國產(chǎn)設(shè)備替代降本可期，按《中國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線圖》》HJT市場占比預(yù)計穩(wěn)步提高，從而拉動靶材需求。

磁材記錄靶材

磁信息存儲、磁光信息存儲和全光信息存儲等。在光盤、機(jī)械硬盤等記錄媒體，需要用鉻基、鈷基合金等金屬材料。從市場格局看，該領(lǐng)域市場主要在海外。記錄靶材目前被東曹、賀利氏等海外企業(yè)占據(jù)，國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量和產(chǎn)能有限。

目前，機(jī)械硬盤（HDD）在一般消費領(lǐng)域逐漸被速度更快半導(dǎo)體存儲固態(tài)硬盤（SSD）替代，但機(jī)械硬盤容量大、價格低、寫入次數(shù)不限、數(shù)據(jù)恢復(fù)簡單，在服務(wù)器、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域優(yōu)勢無可替代。

4. 市場規(guī)模

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新的推動下，近年來全球濺射靶材行業(yè)市場規(guī)模穩(wěn)步增長。據(jù)資料顯示，2021年全球濺射靶材行業(yè)市場規(guī)模為213億美元，同比增長8.7%。得益于政策利好以及在技術(shù)創(chuàng)新推動下芯片、光伏高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)需求不斷釋放，我國濺射靶材行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù)資料顯示，2021年我國濺射靶材行業(yè)市場規(guī)模為375.8億元，同比增長11.5%。自 2018 年到 2022 年，我國靶材市場規(guī)模由 243 億元增長至 395 億元，CAGR 為 12.91%。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院測算，2023 年中國靶材市場規(guī)模將達(dá)到 431 億元，同比增長 9.11%。

我國高性能濺射靶材行業(yè)在國家戰(zhàn)略政策支持以及下游眾多應(yīng)用領(lǐng)域需求的支撐下，行業(yè)技術(shù)不斷突破，產(chǎn)品性能不斷提升，帶動高性能濺射靶材市場規(guī)模不斷擴(kuò)大。據(jù)資料顯示，2021年我國高性能濺射靶材行業(yè)市場規(guī)模為241.8億元，同比增長20%。

 6. 行業(yè)競爭格局

全球靶材市場呈寡頭競爭格局，日美在高端濺射靶材領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。目前，全球濺射靶材市場主要有四家企業(yè)，分別是JX日礦金屬、霍尼韋爾、東曹和普萊克斯，市場份額分別為30%、20%、20%和10%，合計壟斷了全球80%的市場份額。其中美國、日本跨國集團(tuán)產(chǎn)業(yè)鏈完整，囊括金屬提純、靶材制造、濺射鍍膜和終端應(yīng)用個環(huán)節(jié)，具備規(guī)模化生產(chǎn)能力，在掌握先進(jìn)技術(shù)以后實施壟斷和封鎖，主導(dǎo)著技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，在中高端半導(dǎo)體濺射靶材領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。

 7.行業(yè)壁壘

濺射靶材行業(yè)存在客戶認(rèn)證壁壘、技術(shù)壁壘、資金壁壘、人才壁壘。濺射靶材行業(yè)存在嚴(yán)格的供應(yīng)商認(rèn)證機(jī)制，新進(jìn)企業(yè)往往需要 2~3 年的客戶評價認(rèn)證。該行業(yè)屬于典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)商往往采取嚴(yán)格的保密和專利授權(quán)措施，新進(jìn)企業(yè)會面臨較高的技術(shù)門檻。為了實現(xiàn)高純?yōu)R射靶材產(chǎn)品的研發(fā)，需要投入大量資金，不斷加大投資力度。產(chǎn)品的研發(fā)和制造還需要有成熟經(jīng)驗的高層次技術(shù)人才，深刻理解生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。

高純?yōu)R射靶材產(chǎn)品技術(shù)含量要求高，流程復(fù)雜。在金屬提純環(huán)節(jié)中，往往需要經(jīng)過熔煉、合金化和鑄造等步驟，最大限度地去除雜質(zhì)，滿足生產(chǎn)過程中對大小尺寸、金屬成分的要求。濺射靶材制造環(huán)節(jié)則需要根據(jù)不同性能需求進(jìn)行工藝設(shè)計，并反復(fù)進(jìn)行塑性變形、熱處理，工序精細(xì)且繁多。濺射鍍膜對技術(shù)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的要求最高，在這一過程中，濺射靶材需要在機(jī)臺中完成濺射反應(yīng)，濺射機(jī)臺往往對濺射靶材的形狀、尺寸和精度存在諸多限制。不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)饘俨牧系倪x擇和性能要求也存在差異。

在高純?yōu)R射靶材的應(yīng)用領(lǐng)域中，半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)τ跒R射靶材的技術(shù)要求最高，其對于金屬材料純度、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等均有嚴(yán)苛的標(biāo)準(zhǔn)。半導(dǎo)體芯片要求靶材純度達(dá)到 99.99995%（5N5）以上，所用金屬靶材類型包括超高純鋁靶、鈦靶、鉭靶等。靶材主要應(yīng)用在晶圓制造和芯片封裝環(huán)節(jié)。平板顯示器、太陽能電池對濺射靶材的技術(shù)要求稍低，純度要求均為 99.99%（4N），其中，平板顯示器還要求靶材面積大、均勻程度高。

8. 行業(yè)發(fā)展前景

8.1 政策利好行業(yè)發(fā)展

高性能濺射靶材及下游平面顯示、半導(dǎo)體、太陽能電池行業(yè)均屬于國家政策支持和鼓勵的范疇，國家出臺了一系列的鼓勵政策和指導(dǎo)意見，為行業(yè)及下游行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。

同時，為鼓勵下游行業(yè)使用國產(chǎn)高性能濺射靶材，2015年11月，財政部、發(fā)改委、工信部、海關(guān)總署、國家稅務(wù)總局五部委聯(lián)合發(fā)布通知，規(guī)定進(jìn)口靶材的免稅期到2018年年底結(jié)束。自2019年起，從美國及日本等國家進(jìn)口靶材需要繳納關(guān)稅，增加了進(jìn)口靶材的成本，從而進(jìn)一步提高國產(chǎn)靶材的價格競爭優(yōu)勢。這充分顯示了我國在重點行業(yè)關(guān)鍵材料上進(jìn)行進(jìn)口替代的力度與決心。2020年9月國家發(fā)改委等四部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導(dǎo)意見》，提出加快新材料產(chǎn)業(yè)強(qiáng)弱項，圍繞保障大飛機(jī)、微電子制造、深海采礦等重點領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定，加快在光刻膠、高純靶材、高溫合金、高性能纖維材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。

2021年3月全國人大通過《“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，提到在集成電路攻關(guān)方面，集成電路設(shè)計工具、重點裝備和高純靶材等關(guān)鍵材料為研發(fā)方向。《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》提出，到2020年我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)年增長率不低于20%。同時，《中國制造2025》也明確提出了2020年我國芯片自給率要達(dá)到40%，2025年要達(dá)到50%的標(biāo)桿。而工信部的相關(guān)實施方案則更提出了新的目標(biāo)：10年內(nèi)力爭實現(xiàn)70%芯片自主保障且部分達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

8.2 行業(yè)景氣提升，下游市場需求持續(xù)擴(kuò)大

高性能濺射靶材是顯示面板、半導(dǎo)體、太陽能電池、記錄媒體不可缺少的原材料，進(jìn)而廣泛應(yīng)用于消費電子、智能家電、通信照明、光伏、計算機(jī)、工業(yè)控制、汽車電子等多個下游應(yīng)用領(lǐng)域。我國是全球最大的消費電子產(chǎn)品生產(chǎn)國、出口國和消費國，也是全球最大的集成電路半導(dǎo)體消費國和進(jìn)口國，在最終下游眾多生產(chǎn)及消費領(lǐng)域的需求驅(qū)動了我國高性能濺射靶材行業(yè)快速增長。因此，未來高性能濺射靶材行業(yè)高速成長的確定性較高，基本不會受到偶發(fā)性或突發(fā)性因素影響。

隨著全球平面顯示、半導(dǎo)體、太陽能電池、記錄存儲等行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)張，直接帶動了高性能濺射靶材行業(yè)的發(fā)展，使得中國國內(nèi)濺射靶材使用量快速增長，給國內(nèi)濺射靶材廠商帶來良好的發(fā)展機(jī)遇。

8.3 國內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品供應(yīng)能力不斷提升，行業(yè)國產(chǎn)化率提升

靶材的發(fā)展，將形成技術(shù)與服務(wù)決定企業(yè)成敗的局面。技術(shù)力量雄厚、研發(fā)產(chǎn)品品種多并具有幾種特有產(chǎn)品的靶材公司會在市場競爭中取得話語權(quán)。規(guī)模的擴(kuò)大使銷售過程對資金的要求提高，資金占用量加大，周轉(zhuǎn)時間變長，這些都對靶材企業(yè)運營管理提出更高挑戰(zhàn)。鍍膜行業(yè)的擴(kuò)大及發(fā)展，將會使得該行業(yè)競爭愈演愈烈，對靶材供應(yīng)商的產(chǎn)品服務(wù)要求更高。

在行業(yè)兼并重組加劇，以及2018年底進(jìn)口靶材的免稅期于結(jié)束的背景下，預(yù)計國內(nèi)企業(yè)靶材產(chǎn)品供應(yīng)水平能力以及國產(chǎn)化率不斷提升持續(xù)成為行業(yè)發(fā)展趨勢，同時國內(nèi)外技術(shù)差距將逐步縮小，具體將體現(xiàn)為高純金屬提純技術(shù)以及靶材制造技術(shù)的提升。半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)Π胁木Я＞蚩刂频囊筇岣咭约坝杀∧ぬ栯姵剞D(zhuǎn)化效率提高帶來的對該類電池需求的增長將成為行業(yè)驅(qū)動點，同時，隨著顯示面板、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐步向國內(nèi)轉(zhuǎn)移，國內(nèi)高端靶材需求有望持續(xù)增長。