ITO靶材高密度化.docx

ITO靶材高密度化一、 ITO靶材高密度化提高靶材的密度有助于减少毒化现象，并降低电阻率，提高靶材的使用寿命。毒化是指溅射过程中ITO靶材表面出现凸起物的结瘤现象，毒化会导致靶材溅射速率降低，弧光放电频率增加，所制备的薄膜电阻增加，透光率降低且均匀性变差，此时必须停止溅射，清理靶材表面或更换靶材。高密度ITO靶材具有较好的热传导性和较小的界面电阻，不易在溅射过程中发生热量蓄积，可减少毒化概率。因此，高密度化成为ITO靶材的技术发展趋势。二、 光伏靶材应用场景光伏领域对靶材的使用主要是薄膜电池和HIT光伏电池（本征薄膜异质结电池），目前市场主流的晶体硅太阳能电池较少用到溅射靶材。其中自2015年三洋的HIT专利保护结束后，技术壁垒消除，HIT电池电池开始推广，近年来发展迅速。光伏电池用靶材形成背电极，靶材溅射镀膜形成的太阳能薄膜电池的背电级主要有三个用途：第一，它是各单体电池的负极；第二，它是各自电池串联的导电通道；第三，它可以增加太阳能电池对光的反射。目前太阳能薄膜电池用溅射靶材主要为方形板状，纯度要求一般在9999%（4N）以上。其中薄膜电池较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶以及ITO靶、AZO靶（氧化铝锌）等，HIT电池则主要使用ITO靶材作为其透明导电薄膜。铝靶、铜靶主要用于导电层薄膜，钼靶、铬靶用于阻挡层薄膜，ITO靶、AZO靶用于透明导电层薄膜。三、 溅射靶材中游分析（一）溅射靶材市场规模在经济快速发展以及技术创新推动下，我国芯片、光伏高新技术产业获得快速发展，随着市场需求不断释放，溅射靶材行业规模将进一步扩大。在应用需求带动下，我国溅射靶材市场规模不断扩大。2021年我国溅射靶材市场规模达3758亿元，同比增长97。（二）高性能溅射靶材市场规模中国高性能溅射靶材行业在国家战略政策支持以及下游众多应用领域需求的支撑下，行业技术不断突破，产品性能不断提升，带动高性能溅射靶材市场规模不断扩大。中国高性能溅射靶材市场规模由2016年的989亿元增长至2020年的2015亿元，年均复合增长率为1947%，预计2022年市场规模将达2881亿元。（三）ITO靶材市场规模中国已成为世界上最大的铟靶材需求国。2019年至2021年，我国ITO靶材市场容量从639吨增长到1002吨，年复合增长率为2522%。未来2-3年内，虽然国内平面显示行业的固定资产投资增速将有所放缓，但由于平面显示行业存量需求及太阳能光伏电池的增量需求，国内ITO靶材市场容量仍将保持一定幅度的增长。预计2022年能达到1067吨，2024年达到1207吨。（四）溅射靶材竞争格局全球靶材市场呈寡头竞争格局，日美在高端溅射靶材领域优势明显。目前，全球溅射靶材市场主要有四家企业，分别是JX日矿金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯，市场份额分别为30%、20%、20%和10%，合计垄断了全球80%的市场份额。四、 溅射靶材行业概述溅射工艺是物理气相沉积（PVD）技术的一种，是制备电子薄膜材料的主要技术之一，而溅射靶材正是该工艺的关键原材料。以晶圆制造为例，需要反复重复薄膜沉积工艺，用于导电层、阻挡层、接触层、介电层等的制备，薄膜沉积工艺通常分为物理气相沉积（PVD）技术和化学气相沉积（CVD）技术，其中PVD常用来生长铝、铜、钛、钽等金属薄膜，CVD常用来制备氧化硅等绝缘薄膜。除钨接触层和铜互连层外的绝大多数金属薄膜都是用PVD技术生成，而溅射则是目前最主流的PVD技术。溅射是利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能得离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体是制备溅射法沉积薄膜的原材料，称为溅射靶材。类似地，除晶圆制造外，显示面板、薄膜太阳能电池等的制造过程中也都会用到溅射工艺以制备薄膜材料。高性能靶材主要指应用于半导体、平板显示、太阳能电池等领域的金属纯度为9995%以上的溅射靶材。靶材制备位于产业链的中游，从产业链来看，靶材上游原材料材质主要包括纯金属、合金以及陶瓷化合物三类。下游应用市场则较为广泛，但整体来看主要集中在平板显示、信息存储、太阳能电池、半导体四个领域。五、 溅射靶材市场下游市场情况溅射靶材下游应用领域广泛，在平面显示、信息存储、光伏电池、半导体芯片等行业被广泛应用。其中平面显示市场中，应用最为广泛，占比34%；其次为、信息存储、光伏电池，占比分别为29%、21%。溅射靶材能够提升平板显示器中大面积膜层的均匀性，提高生产率并降低成本。2016-2020年我国大陆平板显示产能从29%提升到51%，居全球首位，预计2022年将达到56%。从产品类别来看，2020年平板显示产品中OLED占比约为293%，预计2022年将提升到339%。目前国内平板显示产能全球领先，预计随着OLED技术不断成熟和产能逐步释放，预计未来将持续渗透，驱动溅射靶材市场空间增长。溅射靶材是制备集成电路的核心材料之一。有相关资料显示，溅射靶材在晶圆制造材料和封装测试材料中，市场分别占比为26%和27%。2021年是中国十四五开局之年，在国内宏观经济运行良好的驱动下，国内集成电路产业继续保持快速、平稳增长态势，2021年中国集成电路产业首次突破万亿元。中国半导体行业协会统计，2021年中国集成电路产业销售额为104583亿元，同比增长182%。随着下游市场不断发展，带动国内集成电路材料需求持续提升。有数据显示，2021年国内半导体材料市场规模达到650亿元，预计2022年将增长至665亿元。而随着国内半导体材料市场的进一步增长，溅射靶材需求将随之继续拉升，维系成长。溅射靶材可用于薄膜太阳能电池的制备中。据了解，和传统的晶体硅太阳能电池相比，薄膜太阳能电池大大减少了材料用量，从而大幅降低制造成本和产品价格，同时，薄膜太阳能电池还具有制造温度低、应用范围大等特点，从市场前景来看，薄膜太阳能电池在光伏建筑一体化、大规模低成本发电站建设等方面比传统的晶体硅太阳能电池具有更加广阔的市场空间。由此随着碳中和、碳达峰目标的提出，光伏装机量提升确定性强，光伏用溅射靶材市场将稳步增长。近年来随着国内光伏产业发展迅速，光伏电池规模快速增长。数据显示，2021年我国光伏发电累计装机容量为30656万千瓦，较上年同比增长21%，新增装机容量为5493万千瓦，较上年同比增长14%；2022年1-6月我国光伏发电累计装机容量为33677万千瓦，较上年同比增长258%，新增装机容量为3088万千瓦，较上年同比增长1374%。随着全球经济的快速发展及相关技术创新的推动下，近年来全球溅射靶材行业市场规模稳步增长。据资料显示，2021年全球溅射靶材行业市场规模为213亿美元，同比增长87%。得益于政策利好以及在技术创新推动下芯片、光伏高新技术产业需求不断释放，我国溅射靶材行业规模不断扩大。据资料显示，2021年我国建设靶材行业市场规模为3758亿元，同比增长115%。六、 溅射靶材上游分析2021年国内共生产高纯铝146万吨，同比增长977%，根据数据统计，2016年中国的高纯铝产量为118万吨，2020年增至133万吨，年均复合增长率为30%。2021年全球经济复苏叠加新能源汽车需求爆发，下游需求旺盛，高纯铝产量再创新高。预计2022年高纯铝产量将继续保持增长，将达154万吨。以纯铜或铜合金制成各种形状包括棒、线、板、带、条、管、箔等统称铜材。近年来中国铜材产量整体保持增长趋势，2022年9月中国铜材产量2221万吨，同比增长95%；1-9月累计产量16366万吨，同比下降05%。七、 溅射靶材种类和规格按材质可分为金属靶材（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）。按下游终端应用可分为半导体靶材、平板显示靶材、太阳能电池靶材、记录存储靶材等，四大板块约合占比97%。按形状分类可分为长靶、方靶、圆靶和管靶。其中常见的靶材多为方靶、圆靶，均为实心靶材。近年来，空心圆管型溅射靶材由于具有较高的回收利用率，也在国内外得到了一定推广。在镀膜作业中，圆环形的永磁体在靶材的表面产生的磁场为环形，会发生不均匀冲蚀现象，溅射的薄膜厚度均匀性不佳，靶材的使用效率大约只有20%30%。目前，为了提高靶材的利用率，国内外都在推广可围绕固定的条状磁铁组件旋转的空心圆管型溅射靶材，此种靶材由于靶面360°都可被均匀刻蚀，因而利用率可由通常的20%30%提高到75%80%。不同应用领域对于溅射靶材的材料和性能要求存在一定差异。如半导体芯片对于靶材的纯度和精度要求最高，技术难度也最高，通常为圆靶；而面板则要求材料面积大、均匀性好，技术难度不如芯片但要求也很高，形状常为长靶。