鍍膜是現(xiàn)代平板顯示產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),所使用的PVD鍍膜材料主要為濺射靶材,其性能如分辨率、透光率等都與濺射薄膜的性能密切相關(guān)。面板生產(chǎn)過程中,玻璃基板需要經(jīng)過多次濺射鍍膜形成ITO玻璃,再鍍膜加工組裝用于液晶顯示器(LCD)、等離子顯示器(PDP)、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(OLED)等,平板顯示器還包括在LCD基礎(chǔ)上發(fā)展起來的觸控(TP)顯示產(chǎn)品,產(chǎn)品具有厚度薄、重量輕、低能耗、低輻射、無閃爍、壽命長等特點,已成為顯示屏行業(yè)的主流。平板顯示器主要在顯示面板和觸控屏面板兩個產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用濺射靶材,使用到的靶材主要品種有:鉬靶、鋁靶、鋁合金靶、鉻靶、銅靶、銅合金靶、硅靶、鈦靶、鈮靶和氧化銦錫(ITO)靶材等。
薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)大約占80%以上的顯示面板市場份額。用于制作薄膜晶體管液晶顯示面板的金屬靶材,以鋁靶、銅靶、鉬靶和鉬鈮合金靶為主,部分平板顯示企業(yè)也會用到鈦靶、鉭靶、鈮靶、鉻靶以及銀靶等。但由于各家企業(yè)所采用的濺射工藝不同,其所選的濺射靶材也有區(qū)別,例如,京東方用銅靶、鋁靶、鉬靶和鉬鈮靶,韓國三星用鉭靶、鈦靶,但不用鉬鈮靶,中電熊貓用鈦靶,但不用鉬靶、鉭靶等。
濺射靶材下游應(yīng)用情況
應(yīng)用領(lǐng)域 | 金屬材料 | 主要用途 | 性能要求 |
半導(dǎo)體芯片 | 超高純度鋁、鈦、銅、鉭等 | 制備集成電路的關(guān)鍵原材料 | 技術(shù)要求最高、超高純度金屬、高精度尺寸、高集成度 |
平板顯示器 | 高純度鋁、銅、鉬等,摻錫氧化銦(ITO) | 高清晰電視、筆記本電腦等 | 技術(shù)要求高、高純度材料、材料面積大、均勻性程度高 |
太陽能電池 | 高純度鋁、銅、鉬、鉻等,ITO薄膜 | 太陽能電池 | 技術(shù)要求高、應(yīng)用范圍大 |
信息存儲 | 鉻基、鈷基合金等 | 光驅(qū)、光盤等 | 高儲存密度、高傳輸速度 |
其他領(lǐng)域 | 純金屬鉻、鈦、鎳等 | 裝飾鍍膜、玻璃鍍膜等 | 技術(shù)要求一般,主要用于裝飾、節(jié)能等 |
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不同材質(zhì)靶材在平板顯示領(lǐng)域的應(yīng)用
材質(zhì) | 應(yīng)用 |
ITO(In2O3SnO2) | 透明導(dǎo)電膜 |
Mo,W,Cr,Ta,Ti,Al,AlTi,AlTa | 電極布線膜 |
ZnSMn,ZnSTb,CaSEu | 電致發(fā)光薄膜 |
Y2O3,Ta2O5,BaTiO3 | 電致發(fā)光薄膜 |
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平板顯示器對于濺射靶材的純度和技術(shù)要求僅次于半導(dǎo)體。在濺射靶材應(yīng)用領(lǐng)域中,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)等最為嚴(yán)苛。半導(dǎo)體領(lǐng)域的鍍膜用靶材主要包括鋁靶、鈦靶、銅靶、鉭靶、鎢鈦靶等,要求靶材純度很高,一般在5N(99.999%)以上。相較于半導(dǎo)體芯片,平板顯示器對于濺射靶材的純度和技術(shù)要求略低一籌,但隨著靶材尺寸的增大,對濺射靶材的焊接結(jié)合率、平整度等指標(biāo)提出了更高的要求。
平板顯示濺射靶材的制備按工藝可分為熔融鑄造和粉末冶金兩大類。純金屬鋁、鈦、銅,或是添加銅、鈦、金、鈮、鉭等至少一種不同金屬所形成的合金靶材多用熔融鑄造法,而像鉬這類難熔金屬、ITO等多用粉末冶金法。
熔融鑄造和粉末冶金兩大工藝對比
工藝 | 流程 | 常用方法 | 優(yōu)點 | 缺點 |
鑄造法 | 將一定成分配比的合金原料熔煉,再將合金熔液澆注于模具中,形成鑄錠,最后經(jīng)機(jī)械加工制成靶材 | 真空感應(yīng)熔煉、真空電弧熔煉和真空電子轟擊熔煉 | 靶材雜質(zhì)含量(特別是氣體雜質(zhì)含量)低,密度高,可大型化 | 對熔點和密度相差較大的兩種或兩種以上金屬,普通熔煉法難以獲得成分均勻的合金靶材 |
粉末冶金法 | 將一定成分配比的合金原料熔煉,澆注成鑄錠后再粉碎,將粉碎形成的粉末經(jīng)等靜壓成形,再高溫?zé)Y(jié),最終形成靶材 | 冷壓、真空熱壓和熱等靜壓等 | 靶材成分均勻 | 密度低,雜質(zhì)含量高等 |
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平板顯示大致可以分為發(fā)射型顯示和非發(fā)射型顯示。發(fā)射型顯示主要為(OLED)、非發(fā)射型顯示主要為液晶顯示(LCD)。目前平板顯示行業(yè)最主流的生產(chǎn)技術(shù)為TFT-LCD和OLED兩種。2017年全球顯示面板行業(yè)總收入為1250.87億美元,總出貨量為2億平米,其中TFT-LCD為1009.39億美元,居于首位;AMOLED以228.88億美元居次席。預(yù)測2020年平板顯示市場仍將以8.8%的增速增長。
LCD和OLED主要應(yīng)用于電視和智能手機(jī)。電視方面,隨著LCD生產(chǎn)成本的下降、人均可支配收入的上升,人們的消費需求全面升級,對電視畫質(zhì)要求不斷提升,液晶屏幕正朝著大尺寸及高清化的方向發(fā)展。受益于這一因素,未來幾年LCD出貨面積將會持續(xù)增長;同時,隨著OLED在大尺寸市場占比逐漸增高,OLED在電視領(lǐng)域的份額也呈現(xiàn)逐漸增長的勢頭。手機(jī)方面,近年來隨著智能手機(jī)的快速發(fā)展中小尺寸LCD出貨量實現(xiàn)了大幅的增長,在LCD進(jìn)入成熟階段后,新一代顯示技術(shù)OLED登上了舞臺。OLED是一種將面板的自發(fā)光有機(jī)材料附著于玻璃或塑料基板上的顯示技術(shù),與LCD相比,它不需要背光源、濾色鏡、偏振濾光器等部件,因此更加輕薄。同時,由于材料利用了自然發(fā)出的光源,可以展現(xiàn)出近乎自然的顏色,在對比度、室外能見度、視野角等方面也具有壓倒性優(yōu)勢。此外,OLED可以進(jìn)一步設(shè)計出可彎曲、可折疊的柔性屏幕。目前,主流的OLED技術(shù)主要是AMOLED技術(shù)。隨著AMOLED技術(shù)的逐漸成熟以及成本的下降,市面上的智能手機(jī)開始相繼采用AMOLED屏幕。同時,受全面屏手機(jī)產(chǎn)品的驅(qū)動,未來觸摸屏市場規(guī)模及出貨面積將會持續(xù)走高。在LCD和AMOLED面板出貨面積的雙重增長的驅(qū)動下,F(xiàn)PD出貨面積也會呈現(xiàn)不斷增長的趨勢,從而也推動了FPD市場規(guī)模的增長。
2018-2020年全球面板產(chǎn)能增速分別為8.20%、11.0%、7.2%,新增產(chǎn)能以大尺寸面板為主,2018年8.5/8.6代線是新增供給的主要構(gòu)成,占比約8成,2019年新增10.5代線產(chǎn)能大幅增長,占比有望達(dá)50%。
2017年LCD占據(jù)平面板出貨量接近90%的份額,OLED是未來增長的關(guān)鍵動力,預(yù)測18-2020年OLED出貨量增速分別為55%、30%、25%。
平板顯示市場需求規(guī)模情況(百萬平米)
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全球電視面板出貨量及增速預(yù)測
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智能手機(jī)顯示面板出貨量預(yù)測
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智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國靶材行業(yè)競爭格局及投資盈利分析報告》數(shù)據(jù)顯示:2018年,全球平板顯示市場規(guī)模達(dá)到1.93億平方米,增長率達(dá)到9.9%。從整個市場來看,OLED與LCD并存,以面積計算,2018年LCD在顯示產(chǎn)品市場上占據(jù)96.86%的市場份額,OLED市場占比提升到3.14%。2018年,中國平板顯示市場規(guī)模達(dá)到1.4億平米,增長率達(dá)到9.9%。以面積計算,2018年中國LCD面板占據(jù)中國平板顯示市場的96.18%;OLED產(chǎn)品開始逐漸受到手機(jī)廠商青睞,在中國市場的占比從2016年的2.10%提升到2018年的3.82%。2018年全球平板顯示用濺射靶材市場規(guī)?;蜻_(dá)42.8億美元,國內(nèi)市場或達(dá)97.7億元。
全球平板顯示市場規(guī)模(萬平米)
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中國平板顯示市場規(guī)模(萬平米)
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平板顯示用濺射靶材市場規(guī)模
- | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 |
全球平板市場規(guī)模(萬平方米) | - | - | - | 16518.2 | 17556.2 | 19289.6 |
增長率/% | - | - | - | 8.3 | 6.3 | 9.9 |
全球平板顯示用濺射靶材(億美元) | 29.5 | 31.4 | 33.8 | 36.6 | 38.9 | 42.8 |
增長率/% | - | 6.44 | 7.64 | 8.3 | 6.3 | 9.9 |
中國平板市場規(guī)模(萬平方米) | - | - | - | 11152 | 12667.4 | 13924.2 |
增長率/% | - | - | - | 12.9 | 13.6 | 9.9 |
中國平板顯示用濺射靶材(億元) | 39.4 | 55 | 69.3 | 78.2 | 88.9 | 97.7 |
增長率/% | - | 39.6 | 26 | 12.9 | 13.6 | 9.9 |
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2017年、2018年和2019年,帶背板的濺射靶材組件中國大陸進(jìn)口量分別為1,380噸、1,706噸和1,915噸,呈現(xiàn)增加的趨勢。進(jìn)口單噸價格分別為116萬元、94萬元和84萬元,價格均呈現(xiàn)下降趨勢,但進(jìn)口價格總體仍高于出口。
濺射靶材組件進(jìn)口數(shù)量及價格
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出口價格整體低于進(jìn)口。2017年、2018年和2019年,帶背板的濺射靶材組件中國大陸出口量分別為1,681噸、2,289噸和2,615噸,出口數(shù)量均呈現(xiàn)增加的趨勢。
濺射靶材組件出口數(shù)量及價格
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當(dāng)前該領(lǐng)域競爭格局以攀時、世泰科、賀利氏、愛發(fā)科、住友化學(xué)、JX金屬等為代表的國外少數(shù)幾家跨國集團(tuán)占據(jù)主導(dǎo)地位,其中攀時、世泰科等廠商是全球鉬靶材的主要供應(yīng)商,住友化學(xué)、愛發(fā)科等廠商占據(jù)了全球鋁靶材的大部分市場,三井礦業(yè)、JX金屬、優(yōu)美科等廠商是全球ITO靶材的主要供應(yīng)商,愛發(fā)科、JX金屬等廠商是全球銅靶材的主要供應(yīng)商。
平板顯示行業(yè)靶材主要供應(yīng)商
分類 | 國外主要企業(yè) | 國內(nèi)主要企業(yè) |
鋁靶 | 愛發(fā)科、住友化學(xué) | 江豐電子、阿石創(chuàng)、新疆眾和 |
銅靶 | 愛發(fā)科、JX金屬 | 江豐電子 |
鉬靶 | 攀時、世泰科 | 隆華科技、阿石創(chuàng) |
ITO | 靶材三井礦業(yè)、JX金屬、優(yōu)美科 | 隆華科技、阿石創(chuàng) |
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國內(nèi)企業(yè)目前通過相關(guān)認(rèn)證,已部分切入下游企業(yè),江豐電子的鋁靶、銅靶、鈦靶等產(chǎn)品已經(jīng)在平板顯示領(lǐng)域的主要生產(chǎn)商合肥京東方、深圳華星光電、天馬集團(tuán)、和輝光電等實現(xiàn)了批量銷售,并得到客戶認(rèn)可,并成為主要供應(yīng)商。阿石創(chuàng)和京東方合作,在鋁靶材、鉬靶材及ITO陶瓷靶材項目上持續(xù)放量,先后完成了天馬微電子、維信諾科技、國顯科技及信利顯示等優(yōu)質(zhì)面板行業(yè)客戶的供應(yīng)鏈導(dǎo)入。四豐電子(母公司隆華科技)給京東方、華星光電、天馬微電子、信利等企業(yè)供應(yīng)鉬靶材;晶聯(lián)光電(母公司隆華科技)平面ITO靶材已經(jīng)陸續(xù)通過了京東方、華星光電、天馬近10條產(chǎn)線應(yīng)用測試,已經(jīng)開始部分采用。隨著國內(nèi)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步,陸陸續(xù)續(xù)切入主流的下游面板廠商,預(yù)計與海外靶材生產(chǎn)商差距進(jìn)一步縮小,未來幾年中國靶材市場或?qū)⒈3挚焖僭鲩L。
國內(nèi)靶材企業(yè)下游客戶情況
企業(yè) | 靶材類別 | 下游面板客戶 |
江豐電子 | 鋁靶、銅靶、鈦靶 | 合肥京東方、深圳華星光電、天馬集團(tuán)、和輝光電 |
阿石創(chuàng) | 鋁靶材、鉬靶材及ITO陶瓷靶材 | 京東方、天馬微電子、維信諾科技、國顯科技及信利顯示 |
四豐電子 | 鉬靶材 | 京東方、華星光電、天馬微電子、信利顯示 |
晶聯(lián)光電 | ITO靶材 | 京東方、華星光電、天馬微電子 |
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