編者按：濺射靶材身為半導體芯片材料的核心，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行分析，使大家對濺射靶材具有更深度了解。

半導體材料之濺射靶材

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。濺射靶材主要應用于電子及信息產業(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；亦可應用于玻璃鍍膜領域；還可以應用于耐磨材料、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)應用不同又分為半導體關聯(lián)陶瓷靶材、記錄介質陶瓷靶材、顯示陶瓷靶材、超導陶瓷靶材和巨磁電阻陶瓷靶材等；

根據(jù)應用領域分為微電子靶材、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. 產業(yè)鏈

3.1 產業(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提純與物理提純，化學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)結晶、電遷移、真空熔融法等步驟提純得到主金屬。

全球范圍內高純金屬產業(yè)集中在美國、日本等國家，國產靶材的大部分高純原料依賴進口，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，高純金屬產業(yè)集中度較高，美國、日本等國家的高純金屬生產商依托先進的提純技術在整個產業(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 產業(yè)鏈中游情況

產業(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，技術門檻高、設備投資大，具有規(guī)?；a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)在掌握核心生產技術后，實施嚴格保密措施來限制技術外泄，并通過擴張整合把握全球濺射靶材市場的主動權，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）和化學氣相沉積（CVD）。PVD技術是目前主流鍍膜方法，其中的濺射工藝在半導體、顯示面板應用廣泛；CVD技術主要通過化學反應生成薄膜，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引入反應室，在襯底表面上進行化學反應生成薄膜。在濺射鍍膜過程中，濺射靶材需要安裝在機臺中完成濺射反應，濺射機臺專用性強、精密度高。濺射鍍膜市場長期被美國、日本跨國集團壟斷，是集成電路和顯示面板不可或缺的環(huán)節(jié)之一。

3.3 產業(yè)鏈下游情況

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，按照應用領域分類，靶材下游應用領域包括半導體芯片、平板顯示器、太陽能電池、信息存儲、工具改性、電子器件和其他領域。半導體芯片、平板顯示、太陽能電池和信息存儲為高純?yōu)R射靶材的四大應用領域，合計占比達94%。其中，半導體芯片對濺射靶材的金屬材料純度、內部微觀結構等方面都設定了極其苛刻的標準，技術要求最高，認證過程最為嚴格。

半導體

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

全球半導體靶材市場規(guī)模與全球半導體材料市場規(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年全球半導體靶材市場規(guī)模達15.67億美元，我國半導體靶材市場規(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，產業(yè)鏈在變遷中重新分布，以低成本、高質量的優(yōu)勢，國內快速推進LCD面板國產化，逐步搶占三星、LG等市場份額，上游原料端的國產化率持續(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，復合增速約8%。國內市場規(guī)模約165.9億元，復合增速約20%，全球占比約47%。

光伏領域

靶材在光伏領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品的成本大幅下降，2019年FirstSolar公司組件產量大幅增長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、適合與建筑結合（BIPV）等特點，依然是光伏市場的重要補充。

HJT電池在當前商業(yè)化及準商業(yè)化組件中轉化效率最高，目前處于中試或小規(guī)模量產階段，隨著規(guī)模化生產及國產設備替代降本可期，按《中國光伏產業(yè)發(fā)展路線圖》》HJT市場占比預計穩(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)，國內生產企業(yè)數(shù)量和產能有限。

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

4. 市場規(guī)模

隨著全球經(jīng)濟的快速發(fā)展及相關技術創(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創(chuàng)新推動下芯片、光伏高新技術產業(yè)需求不斷釋放，我國濺射靶材行業(yè)規(guī)模不斷擴大。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)中商產業(yè)研究院測算，2023 年中國靶材市場規(guī)模將達到 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用領域需求的支撐下，行業(yè)技術不斷突破，產品性能不斷提升，帶動高性能濺射靶材市場規(guī)模不斷擴大。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、日本跨國集團產業(yè)鏈完整，囊括金屬提純、靶材制造、濺射鍍膜和終端應用個環(huán)節(jié)，具備規(guī)模化生產能力，在掌握先進技術以后實施壟斷和封鎖，主導著技術革新和產業(yè)發(fā)展，在中高端半導體濺射靶材領域優(yōu)勢明顯。

 7.行業(yè)壁壘

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

高純?yōu)R射靶材產品技術含量要求高，流程復雜。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，滿足生產過程中對大小尺寸、金屬成分的要求。濺射靶材制造環(huán)節(jié)則需要根據(jù)不同性能需求進行工藝設計，并反復進行塑性變形、熱處理，工序精細且繁多。濺射鍍膜對技術工藝和生產設備的要求最高，在這一過程中，濺射靶材需要在機臺中完成濺射反應，濺射機臺往往對濺射靶材的形狀、尺寸和精度存在諸多限制。不同應用領域對金屬材料的選擇和性能要求也存在差異。

在高純?yōu)R射靶材的應用領域中，半導體領域對于濺射靶材的技術要求最高，其對于金屬材料純度、內部微觀結構等均有嚴苛的標準。半導體芯片要求靶材純度達到 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)使用國產高性能濺射靶材，2015年11月，財政部、發(fā)改委、工信部、海關總署、國家稅務總局五部委聯(lián)合發(fā)布通知，規(guī)定進口靶材的免稅期到2018年年底結束。自2019年起，從美國及日本等國家進口靶材需要繳納關稅，增加了進口靶材的成本，從而進一步提高國產靶材的價格競爭優(yōu)勢。這充分顯示了我國在重點行業(yè)關鍵材料上進行進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)《關于擴大戰(zhàn)略性新興產業(yè)投資培育壯大新增長點增長極的指導意見》，提出加快新材料產業(yè)強弱項，圍繞保障大飛機、微電子制造、深海采礦等重點領域產業(yè)鏈供應鏈穩(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域實現(xiàn)突破。

2021年3月全國人大通過《“十四五”規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》，提到在集成電路攻關方面，集成電路設計工具、重點裝備和高純靶材等關鍵材料為研發(fā)方向。《國家集成電路產業(yè)發(fā)展推進綱要》提出，到2020年我國半導體產業(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到40%，2025年要達到50%的標桿。而工信部的相關實施方案則更提出了新的目標：10年內力爭實現(xiàn)70%芯片自主保障且部分達到國際領先水平。

8.2 行業(yè)景氣提升，下游市場需求持續(xù)擴大

高性能濺射靶材是顯示面板、半導體、太陽能電池、記錄媒體不可缺少的原材料，進而廣泛應用于消費電子、智能家電、通信照明、光伏、計算機、工業(yè)控制、汽車電子等多個下游應用領域。我國是全球最大的消費電子產品生產國、出口國和消費國，也是全球最大的集成電路半導體消費國和進口國，在最終下游眾多生產及消費領域的需求驅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、半導體、太陽能電池、記錄存儲等行業(yè)生產規(guī)模持續(xù)擴張，直接帶動了高性能濺射靶材行業(yè)的發(fā)展，使得中國國內濺射靶材使用量快速增長，給國內濺射靶材廠商帶來良好的發(fā)展機遇。

8.3 國內企業(yè)產品供應能力不斷提升，行業(yè)國產化率提升

靶材的發(fā)展，將形成技術與服務決定企業(yè)成敗的局面。技術力量雄厚、研發(fā)產品品種多并具有幾種特有產品的靶材公司會在市場競爭中取得話語權。規(guī)模的擴大使銷售過程對資金的要求提高，資金占用量加大，周轉時間變長，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)的擴大及發(fā)展，將會使得該行業(yè)競爭愈演愈烈，對靶材供應商的產品服務要求更高。

在行業(yè)兼并重組加劇，以及2018年底進口靶材的免稅期于結束的背景下，預計國內企業(yè)靶材產品供應水平能力以及國產化率不斷提升持續(xù)成為行業(yè)發(fā)展趨勢，同時國內外技術差距將逐步縮小，具體將體現(xiàn)為高純金屬提純技術以及靶材制造技術的提升。半導體領域對靶材晶粒晶向控制的要求提高以及由薄膜太陽電池轉化效率提高帶來的對該類電池需求的增長將成為行業(yè)驅動點，同時，隨著顯示面板、半導體產業(yè)逐步向國內轉移，國內高端靶材需求有望持續(xù)增長。