太阳能电池市场的现状及未来发展趋势分析

太阳能电池市场的现状及未来发展趋势分析太阳能电池市场的现状及未来发展趋势虽然光伏等新能源产业总体保持了快速发展态势，但传统石化能源占能源总体消耗量的比例仍然较高，全球生态环境问题形势依旧严峻。根据国际可再生能源署（IRENA）发布的有关报告，可再生能源占一次能源总供应量的份额必须从2017年的约14%增长到2050年的约65%，太阳能光伏将引领全球电力行业的转型。未来光伏产业的市场空间仍十分广阔。随着异质结电池的量产工艺在近年来逐步成熟，国内外企业均大量布局GW级别异质结电池生产线。根据中信证券不完全统计，截至2021年8月，全球异质结电池的规划产能已经超过120GW，随着设备、关键材料的进一步降本和工艺提升，预计异质结电池量产节奏将进一步加快，从而进一步推动太阳能电池用溅射靶材行业的增长。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29．3%，预计2022年将提升到33．9%。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2．6%和2．7%。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10458．3亿元，同比增长18．2%。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25．8%，新增装机容量为3088万千瓦，较上年同比增长137．4%。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8．7%。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375．8亿元，同比增长11．5%。溅射靶材产业链中国溅射靶材上游为各种原材料，包括金属、合金、陶瓷化合物；中游主要为靶材制造、溅射镀膜；下游广泛应用于半导体芯片、平面显示、信息存储、太阳能电池、智能玻璃等。中国溅射靶材产业链上游金属上市企业包括新疆众和、天山铝业、铜陵有色、安宁股份、中环股份等，合金企业包括江赣锋锂业、兴业矿业、浙富控股、厦门钩业、寒锐钻业等。中游的溅射靶材企业主要为日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯、有研新材、金钼股份、新疆众和、隆华科技、江丰电子、康达新材、阿石创、超卓航科等。下游集成电路企业包括中芯国际、长电科技、韦尔股份、通富微电、华天科技等，太阳能电池企业包括通威股份、隆基绿能、天合光能、晶科能源、TCL中环等。溅射靶材发展趋势近年来我国对溅射靶材行业重视程度不断提升，各类政策出台推动行业积极发展，明确对于国内靶材企业进口国内不能生产、性能不满足需求的自用生产性原材料及消耗品免征进口关税。在国内良好的政策环境和各细分市场广阔的市场空间下，国内溅射靶材企业市占率提升空间大，机会逐步开启。此外高性能溅射靶材是显示面板、半导体、太阳能电池、记录媒体不可缺少的原材料，进而广泛应用于消费电子、智能家电、通信照明、光伏、计算机、工业控制、汽车电子等多个下游应用领域。我国是全球最大的消费电子产品生产国、出口国和消费国，也是全球最大的集成电路半导体消费国和进口国，在最终下游众多生产及消费领域的需求驱动了我国高性能溅射靶材行业快速增长。因此，未来高性能溅射靶材行业高速成长的确定性较高，基本不会受到偶发性或突发性因素影响。随着全球平面显示、半导体、太阳能电池、记录存储等行业生产规模持续扩张，直接带动了高性能溅射靶材行业的发展，使得中国国内溅射靶材使用量快速增长，给国内溅射靶材厂商带来良好的发展机遇。溅射靶材指采用物理气相沉积技术在基材上制备薄膜的原材料，靶材是高速荷能粒子轰击的目标材料，更换不同的靶材可以得到不同的薄膜。溅射靶材是PVD（物理气相沉积）领域内应用量最大的镀膜材料。溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用荷能粒子（通常是离子），在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的粒子束流，轰击固体表面，粒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板表面，被轰击的固体即为溅射靶材。溅射靶材的种类较多，即使相同材质的溅射靶材也有不同的规格。按照不同的分类方法，可将溅射靶材分为不同的类别。溅射技术作为薄膜材料制备的主流工艺，其应用领域广泛，如平面显示、集成电路半导体、太阳能电池、信息存储、工具改性、光学镀膜、电子器件、高档装饰用品等行业。溅射靶材产业集中度高、技术门槛高、设备投资大，具有规模化生产能力的企业数量相对较少，国内高性能溅射靶材市场尚处于发展初期，具有规模化生产能力和较强研发能力的厂商数量仍然偏少，随着全球分工及产业链转移，国内厂商正处于对国际厂商的加速替代过程中，已有如江丰电子、阿石创、有研新材、隆华科技、先导薄膜、欧莱新材以及映日科技等公司掌握了高性能溅射靶材研发及生产环节的相关技术并可以进行批量生产。20世纪90年代以来，随着消费电子等终端应用市场的高速发展，溅射靶材的市场规模日益扩大，呈现高速增长的势头。受到发展历史及技术限制的影响，我国溅射靶材行业起步较晚，目前多数溅射靶材企业产品仍主要应用于下游的中低端产品，高端溅射靶材产品则多为国外进口。我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。溅射靶材应用场景半导体芯片是对溅射靶材的成分、组织和性能要求的最高的领域。具体来讲，半导体芯片的制作过程可分为硅片制造、晶圆制造和芯片封装等三大环节，其中，在晶圆制造和芯片封装这两个环节中都需要用到金属溅射靶材。靶材在晶圆制造环节主要被用作金属溅镀，常采用PVD工艺进行镀膜，通常使用纯度在99．9995%（5N5）及以上的铜靶、铝靶、钽靶、钛靶以及部分合金靶等；靶材在芯片封装环节常用作贴片焊线的镀膜，常采用高纯及超高纯金属铜靶、铝靶、钽靶等。具体来看，半导体领域用量较多的溅射靶材主要有钽靶、铜靶、铝靶、钛靶等，其中铜靶和钽靶多配合起来使用，分别用于生成铜导电层和钽阻挡层，在110nm以下技术节点中大量使用；铝靶和钛靶则主要用于8英寸晶圆110nm以上技术节点中导电层和阻挡层的制备。随着芯片制程持续微缩，铜靶和钽靶需求有望持续增长，而汽车芯片等仍广泛使用成熟制程，铝靶和钛靶仍有大量应用。半导体芯片用金属溅射靶材的作用，就是给芯片上制作传递信息的金属导线。具体工艺过程为，在完成溅射工艺后，使各种靶材表面的原子一层一层地沉积在半导体芯片的表面上，然后再通过的特殊加工工艺，将沉积在芯片表面的金属薄膜刻蚀成纳米级别的金属线，将芯片内部数以亿计的微型晶体管相互连接起来，从而起到传递信号的作用。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99．99%（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。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