溅射靶材平面显示行业市场应用分析

溅射靶材平面显示行业市场应用分析溅射靶材平面显示行业市场应用（一）溅射靶材在平面显示行业中的应用1、溅射靶材在平面显示行业的具体应用环节目前主流的LCD、OLED显示技术需使用高性能的溅射靶材制备各类功能薄膜，以实现最终产品的各项性能要求。平面显示用溅射靶材种类十分丰富，包括但不限于ITO靶材、IGZO靶材、钼靶材、硅靶材、铝及铝合金靶材、铜及铜合金靶材、铬靶材、钛靶材、铌靶材等。平面显示领域，溅射靶材主要应用于ITO玻璃/彩色滤光片镀膜和触控屏面板镀膜两个核心环节。其中，ITO玻璃/彩色滤光片镀膜的生产工艺中，玻璃基板需通过溅射镀膜形成ITO玻璃或彩色滤光片，并经其他加工组装流程形成显示面板。触控屏的生产需进一步将ITO玻璃进行加工处理、经过溅射镀膜形成电极，再与防护屏等部件进行组装。2、平面显示用溅射靶材市场的现状及未来发展趋势全球平面显示靶材市场受显示面板出货面积稳步增长带动保持持续平稳增长。根据预计，全球平面显示靶材市场规模将由2018年的476亿元增至2024年的549亿元，年复合增长率2．41%。国内平面显示靶材市场受全球显示面板出货面积增长和平面显示产业转移、平面显示材料国产化等趋势带动保持持续快速增长的态势，市场前景可期。根据预测，国内平面显示靶材市场规模将由2018年的101亿元增至2024年的291亿元，年复合增长率19．29%。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。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。平板显示靶材应用场景平板显示主要包括液晶显示（LCD）、等离子显示（PDP）、有机发光二极管显示（OLED）等，多由金属电极、透明导电极、绝缘层、发光层组成，为了保证大面积膜层的均匀性，提高生产率和降低成本，溅射技术越来越多地被用来制备这些膜层。平板显示镀膜用溅射靶材主要品种有：钼靶、铝靶、铝合金靶、铬靶、铜靶、铜合金靶、硅靶、钛靶、铌靶和氧化铟锡（ITO）靶材等。若根据工艺的不同，FPD行业用靶材也可大致分为溅射用靶材和蒸镀用靶材。其中溅射用靶材主要为Cu、Al、Mo和IGZO等材料。蒸镀用靶材一般为Ag和Mg两种金属。Ag和Mg合金一般用于小尺寸OLED面板产线中的阴极制作。除此以外，Ag也可以作为顶发射OLED器件中的阳极反射层使用。薄膜晶体管液晶显示面板TFT-LCD由大量的液晶显示单元阵列组成（如4K分辨率的屏幕含有800多万个显示单元阵列），而每一个液晶显示单元，都由一个单独的薄膜晶体管（TFT）所控制和驱动。薄膜晶体管阵列的制作原理，是在真空条件下，利用离子束流去轰击靶材，使固体表面的原子电离后沉积在玻璃基板上，经过反复多次的沉积+刻蚀，一层层（一般为7－12层）地堆积制作出薄膜晶体管阵列。OLED典型结构是在氧化铟锡（ITO）玻璃上制作一层几十纳米厚的发光材料，ITO透明电极作为器件的阳极，钼或者合金材料作为器件的阴极。从阴阳2极分别注入电子和空穴，在一定电压驱动下，被注入的电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层迁移到发光层并复合，形成激子并使发光分子产生单态激子，单态激子衰减发光。溅射靶材上游分析2021年国内共生产高纯铝14．6万吨，同比增长9．77%，根据数据统计，2016年中国的高纯铝产量为11．8万吨，2020年增至13．3万吨，年均复合增长率为3．0%。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15．4万吨。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222．1万吨，同比增长9．5%；1-9月累计产量1636．6万吨，同比下降0．5%。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