靶材是濺射薄膜制備的源頭材料,又稱濺射靶材。是制備晶圓、面板、太陽能電池等表面電子薄膜的關鍵材料。
靶材的分類主要是按照形狀、化學成分以及應用領域分類。
靶材分類
分類標準 | 產(chǎn)品類別 |
形狀 | 長靶、方靶、圓靶 |
化學成分 | 金屬靶材(純金屬鋁、鈦、銅、鉭等)、 合金靶材(鎳鉻合金、鎳鈷合金等)、 陶瓷化合物靶材(氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等) |
應用領域 | 半導體芯片靶材、 平面顯示器靶材、 太陽能電池靶材、 信息存儲靶材、 工具改性靶材、 電子器件靶材、 其他靶材 |
資料來源:智研咨詢整理
高純度濺射靶材主要應用于電子元器件制造的物理氣相沉積(Physical Vapor Deposition,PVD)工藝。PVD鍍膜目前主要有三種形式,分別是濺射鍍膜、蒸發(fā)鍍膜以及離子鍍膜。
三種真空鍍膜方式對比
項目 | 蒸發(fā)鍍膜 | 濺射鍍膜 | 離子鍍膜 |
粒子能量eV | 0.1-1 | 1-10 | >10 |
鍍膜理論密度 | 95% | 98% | 98% |
晶粒大小 | 大 | 小 | 非常小、非晶質(zhì) |
膜附著力 | 小 | 中 | 大 |
鍍膜速率nm/min | 0.1-75 | 0.01-0.5 | 0.1-50 |
資料來源:《真空鍍膜概述》、智研咨詢整理
為推動國內(nèi)靶材產(chǎn)業(yè)發(fā)展,增強產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭力,帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造和產(chǎn)品升級換代,我國制定了一系列靶材行業(yè)相關支持政策。
十三五期間中國關于靶材行業(yè)相關政策統(tǒng)計
政策名稱 | 政策導向 |
《有色金屬工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》 | 圍繞新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的集成電路、功能元器件等領域需求,利用先進可靠技術(shù),加快發(fā)展大尺寸硅單晶拋光片、超大規(guī)格高純金屬靶材、高功率微波/激光器件用襯底及封裝材料、紅外探測及成像材料、真空電子材料等,實現(xiàn)新一代微電子光電子功能材料、智能傳感材料研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化取得突破,提升高端有色金屬電子材料供給水平。 |
《稀土行業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》 | 開發(fā)超高純稀土金屬及其靶材等深加工產(chǎn)品的制備技術(shù)和批量化生產(chǎn)裝備,研制超高純及特殊物性稀土化合物材料及規(guī)模制備技術(shù)和裝備,滿足高端電子器件和芯片、功能晶體、集成電路、紅外探測、燃料電池、特種合金、陶瓷電容器等應用需求。 |
《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》 | 加強大尺寸硅材料、大尺寸碳化硅單晶、高純金屬及合金濺射靶材生產(chǎn)技術(shù)研發(fā),加快高純特種電子氣體研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化,解決極大規(guī)模集成電路材料制約。加快電子化學品、高純發(fā)光材料、高飽和度光刻膠、超薄液晶玻璃基板等批量生產(chǎn)工藝優(yōu)化,在新型顯示等領域?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)應用。開展稀土摻雜光纖、光纖連接器用高密度陶瓷材料加工技術(shù)研發(fā),滿足信息通信設備需求。 |
資料來源:智研咨詢整理
靶材行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈主要包括金屬提純、靶材制造、濺射鍍膜和終端應用等環(huán)節(jié)。其中,靶材制造和濺射鍍膜環(huán)節(jié)是整個靶材產(chǎn)業(yè)鏈中的關鍵環(huán)節(jié)。
靶材產(chǎn)業(yè)下游包括半導體、光伏電池、平板顯示器等等,其中,半導體芯片行業(yè)用的金屬靶材,主要種類包括:銅、鉭、鋁、鈦、鈷和鎢等高純靶材,以及鎳鉑、鎢鈦等合金類的靶材。銅靶和鉭靶通常配合起來使用。
靶材行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)示意圖
資料來源:智研咨詢整理
靶材主要應用在平板顯示、記錄媒體、光伏電池、半導體等領域。其中,在靶材應用領域中,半導體芯片對靶材的金屬材料純度、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等方面都設定了極其苛刻的標準,需要掌握生產(chǎn)過程中的關鍵技術(shù)并經(jīng)過長期實踐才能制成符合工藝要求的產(chǎn)品。
因此,半導體芯片對靶材的要求是最高的,價格也最為昂貴。
靶材應用結(jié)構(gòu)
資料來源:WSTS、智研咨詢整理
半導體芯片行業(yè)是金屬濺射靶材的主要應用領域之一,也是對靶材的成分、組織和性能要求最高的領域。
目前晶圓的制造正朝著更小的制程方向發(fā)展,銅導線工藝的應用量在逐步增大,因此,銅和鉭靶材的需求將有望持續(xù)增長。鋁靶和鈦靶通常配合起來使用。目前,在汽車電子芯片等需要110nm以上技術(shù)節(jié)點來保證其穩(wěn)定性和抗干擾性的領域,仍需大量使用鋁、鈦靶材。
根據(jù)智研資訊發(fā)布的《2020-2026年中國濺射靶材行業(yè)市場經(jīng)營管理及競爭策略建議報告》數(shù)據(jù)顯示:靶材在半導體材料中占比約為 2.5-3%,由于半導體靶材市場與晶圓產(chǎn)量存在直接關系,中國大陸晶圓廠產(chǎn)能占全球比例在15%左右,推算出2019 年國內(nèi)半導體用靶材市場約為10.3億元。
2014-2019年中國半導體用靶材市場規(guī)模走勢圖
資料來源:SEMI、智研咨詢整理
目前,全球的靶材制造行業(yè),特別是高純度的靶材市場,呈現(xiàn)寡頭壟斷格局,主要由幾家美日大企業(yè)把持,如日本的三井礦業(yè)、日礦金屬、日本東曹、住友化學、日本愛發(fā)科,以及美國霍尼韋爾、普萊克斯等。
日礦金屬是全球最大的靶材供應商,靶材銷售額約占全球市場的30%,霍尼韋爾在并購Johnson Mattey、整合高純鋁、鈦等原材料生產(chǎn)廠后,占到全球市約20%的份額,此外,東曹和普萊克斯分別占20%和10%。
全球靶材市場主要企業(yè)份額
資料來源:半導體觀察、智研咨詢整理
目前,國內(nèi)靶材廠商主要聚焦在低端產(chǎn)品領域,在半導體、平板顯示器和太陽能電池等市場還無法與國際巨頭全面競爭。
但是,依靠國內(nèi)的巨大市場潛力和利好的產(chǎn)業(yè)政策,以及產(chǎn)品價格優(yōu)勢,它們已經(jīng)在國內(nèi)市場占有一定的市場份額,并逐步在個別細分領域搶占了部分國際大廠的市場空間。
近年來,我國政府制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策,如863計劃、02專項基金等來加速濺射靶材供應的本土化進程,推動國產(chǎn)靶材在多個應用領域?qū)崿F(xiàn)從無到有的跨越。這些都從國家戰(zhàn)略高度扶植并推動著濺射靶材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。
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2025-2031年中國靶材行業(yè)市場競爭格局及前景戰(zhàn)略研判報告
《2025-2031年中國靶材行業(yè)市場競爭格局及前景戰(zhàn)略研判報告》共六章,包含靶材行業(yè)應用市場需求潛力分析,中國靶材行業(yè)領先企業(yè)案例分析,靶材行業(yè)投資潛力與策略規(guī)劃等內(nèi)容。
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