半导体材料靶材专题分析报告( 82 页)

---

目 录

1 什么是靶材？——“被忽视”的核心耗材 .......... 1

1.1 靶材是溅射镀膜工艺的轰击目标 ....... 1

1.2 工艺：高纯、塑形、热处理、溅射应用 ............. 3

1.3 分类：铜、铝、钼和ITO 靶最为常见 ......... 6

2 为何有十倍市场空间？——“卡脖子”垄断下的突围战 ..... 7

2.1 美日龙头垄断，国产替代大势，十倍空间可期 .......... 7

2.2 全球靶材市场空间测算：2020 年约196 亿美元，复合增速14% ......... 9

2.3 国内靶材市场空间测算：2020 年约337 亿元，复合增速18%........... 12

3 全球顶级“掠食者”的朋友圈 ......... 14

3.1 JX 日矿金属：芯片级靶材全球市占率第一，铜靶是特色 .......... 15

3.2 霍尼韦尔：全球最大5N 级钛供应商，ECAE 技术特色 ...... 19

3.3 东曹：获得Applied Materials 授权，芯片级铝靶是特色 ............ 23

3.4 普莱克斯：Applied Materials 授权，芯片级铝靶与东曹抗衡 ..... 25

3.5 第二梯队：威廉姆斯、光洋、贺利氏、攀时、住友、爱发科等 ........ 26

4 平板显示：享受产业链大迁徙中的红利 ............ 27

4.1“平板显示”是靶材最大的应用领域 ....... 27

4.2 技术难点：4N 级高纯+大尺寸 .......... 31

4.3 市场：全球52 亿美元，增速8%；国内166 亿元，增速20% ............ 31

4.4 竞争：从“高度依赖进口”到“政策加码国产替代” ...... 33

4.5 主要材料品类：铝、铜、钼、ITO ............. 35

5 芯片：垄断“围剿”下的单点突破........... 36

5.1“芯片”是靶材最顶尖的应用领域 ........... 36

5.2 技术：多品种、大尺寸、5N 级高纯 ......... 38

5.3 市场规模：全球15.7 亿美元，增速7% ............ 40

5.4 竞争：从“高度垄断”到政策扶持“单点突破” ............. 42

6 ITO：LCD、OLED、异质结光伏技术构建需求格局 ...... 45

6.1 什么是ITO 靶材？1600℃高纯烧结的“氧化铟锡”材料 ........... 45

6.2 技术核心：4N-5N 级高纯粉、低电阻率、高密度、大尺寸 ....... 47

6.3 市场：LCD、OLED、异质结光伏等均需要ITO ........... 49

6.4 竞争：日矿和三井占据高端TFT-LCD 用ITO 靶材市场 ....... 52

7 高纯金属：5N 芯片级，任重道远 ............. 56

7.1 什么是高纯金属？靶材原料依赖进口，铜、钛小部分自产 ....... 56

7.2 高纯铝：海德鲁5N5 级领先，三层电解和偏析法是主流路径 ........... 58

7.3 高纯铜：芯片导电层，“电解精炼法”是主流，部分国产替代 .......... 61

7.4 高纯钛：芯片阻挡层核心材料，“碘化法”是提纯技术主流 ..... 63

7.5 高纯钽：芯片阻挡层，14-90nm 技术节点 ........ 65

7.6 高纯钨：芯片门电路接触层，日本三巨头把持 ........ 66

8 国内靶材公司：体量小后劲足，剑指顶级赛道.......... 68

8.1 江丰电子：芯片7 纳米技术节点靶材实现批量供货.......... 68

8.2 隆华科技：靶材细分领域（ITO、钼、钨靶材）的隐形冠军 ..... 69

8.3 阿石创：重点布局平板显示靶材 ..... 71

8.4 新疆众和：5N 级超高纯铝溅射靶基材实现批量供应 ........ 72

8.5 有研新材：科研成果转化，有研亿金6N 级铜靶生产商 ............ 73

9 风险提示 ....... 74

图 目 录

图1：溅射靶材原理：高能离子束轰击，溅射镀膜 ..... 1

图2：靶材行业在产业链中的位置 ...... 2

图3：溅射靶材产业链（简化版）：面板、芯片、光伏等 ............. 2

图4：真空蒸镀概念图 ........ 3

图5：离子电镀概念图 ........ 3

图6：靶材主要应用领域：半导体、平板显示、太阳能电池、记录媒体 ...... 4

图7：靶材工艺流程 ............ 5

图8：溅射靶材产业链 ........ 7

图9：2019 年全球靶材主要应用占比 .......... 8

图10：靶材产业链各环节呈金字塔型分布 .......... 8

图11：全球靶材呈现垄断格局，美日先发优势明显 ............ 8

图12：世界主要靶材企业分布：美日垄断 .......... 8

图13：溅射靶材产业链——下游应用广泛 .......... 9

图14：2020 年全球靶材市场规模将达195.63 亿美元 ........ 10

图15：2020 年全球显示面板靶材市场规模达52.03 亿美元 ....... 10

图16：2020 年全球芯片靶材市场规模将达15.67 亿美元 ........... 10

图17：2020 年全球记录媒体靶材市场规模将达58.19 亿美元 ............ 10

图18：2020 年我国靶材市场规模将达337.38 亿元 ............ 12

图19：2020 年我国显示面板靶材市场规模达165.9 亿元 ........... 12

图20：2020 年我国芯片靶材市场规模将达29.86 亿元 ...... 13

图21：2020 年我国记录媒体靶材市场规模将达95.63 亿元 ....... 13

图22：2018 年JX 集团各业务营收占比：能源占比85% ............. 15

图23：JX 集团营收：2016 年触底逐步恢复 ....... 15

图24：金属业务营收：2017 年触底逐步恢复 ............ 16

图25：JX 的高纯金属布局：铜、铝、钛、钽、钨 ..... 16

图26：钽靶溅射颗粒度数据（芯片级） ............ 17

图27：铜靶溅射颗粒度数据（芯片级） ............ 17

图28：JX 日矿金属ITO 靶材实物图（显示级） ......... 18

图29：JX 日矿金属IGZO 靶材实物图（显示级） ....... 18

图30：公司IGZO 靶材和标准品晶粒大小对比（显示级） ......... 18

图31：磁记录靶材：硬盘驱动器（HDD）内部结构 ........... 18

图32：2019 年公司营收占比：特材占比约30% ........ 20

图33：公司多元化业务布局 ..... 20

图34：霍尼韦尔营业收入变化情况 ........... 20

图35：特性材料和技术部门营业收入变化情况 ......... 20

图36：霍尼韦尔铜靶颗粒度 ..... 21

图37：霍尼韦尔铜靶均匀度 ..... 21

图38：霍尼韦尔铜合金靶材和竞争产品颗粒度对比 .......... 22

图39：ECAE 靶材产品的晶粒尺寸（平均0.5μm） ............. 22

图40：ECAE 技术能够延长铝靶的使用寿命 ....... 22

图41：ECAE 靶材产品低电弧性能 ..... 23

图42：ECAE 靶材产品溅射性能（Al0.5%Cu） ............ 23

图43：2018 年东曹株式会社营收占比：特材占比23% ..... 23

图44：公司可生产多种材料靶材（红色） ........ 23

图45：东曹株式会社营收：2016 年触底 ........... 24

图46：特殊材料业务营收逐年抬升 ........... 24

图47：东曹半导体用主要靶材产品实物图 ........ 24

图48：东曹株式ITO 靶材实物图....... 25

图49：东曹株式金属氧化物靶材实物图 ............ 25

图50：2018 年普莱克斯营收占比：电子占比9% ...... 26

图51：普莱克斯靶材产品：钽、铜靶材 ............ 26

图52：普莱克斯营业收入：2016 年触底 ........... 26

图53：电子材料业务营收：2016 年触底 ........... 26

图54：平板显示产品：LCD-电视、OLED-手机 ............ 27

图55：2016 年AMOLED 市场占比约14% ........... 27

图56：TFT-LCD 面板横截面结构图 ............. 28

图57：TFT-LCD 的前段Array 工艺流程图 ........... 28

图58：AMOLED 驱动背板工艺流程图 ....... 29

图59：AMOLED 有机镀膜段工艺流程图 ............. 29

图60：平板显示工艺流程——溅射镀膜是关键步骤 .......... 31

图61：2019 年全球平板显示市场规模为1420 亿美元 ....... 32

图62：2019 年我国平板显示市场规模为2753 亿元 ........... 32

图63：2020 年全球显示面板靶材市场规模达52.03 亿美元 ....... 33

图64：2020 年我国显示面板靶材市场规模达165.9 亿元 ........... 33

图65：平板显示靶材：铝靶 ..... 36

图66：平板显示靶材：铜靶 ..... 36

图67：平板显示靶材：钼靶 ..... 36

图68：平板显示靶材：ITO 靶材（旋转靶及平面靶） ........ 36

图69：芯片靶材集中于“晶圆制造镀膜”与“封装镀膜” ....... 37

图70：芯片生产过程中“薄膜沉积”和“封装”环节用到靶材 ........ 37

图71：芯片靶材的溅射原理图 .......... 37

图72：芯片靶材：铜靶、铝靶、钛靶等 ............ 38

图73：Al-Cu 合金互连结构 ....... 38

图74：晶圆尺寸变化示意图 ..... 39

图75：12 英寸和8 英寸晶圆面积比 .......... 39

图76：各晶圆制造商技术节点突破时间对比 ............. 40

图77：全球芯片材料市场规模 .......... 40

图78：全球芯片靶材市场规模 .......... 40

图79：中国半导体材料市场规模增速约10% ............. 41

图80：中国半导体靶材市场增速预期超20% ............. 41

图81：全球芯片靶材占靶材市场约10% ............ 41

图82：国内芯片靶材占靶材市场8% ......... 41

图83：2020 年全球芯片靶材市场规模将达15.67 亿美元 ........... 42

图84：2020 年我国芯片靶材市场规模将达29.86 亿元 ...... 42

图85：大尺寸ITO 平面靶材 ..... 46

图86：ITO 旋转靶 ............. 46

图87：ITO 靶材分类 ......... 46

图88：共沉淀制取铟锡粉末原则工艺流程图 ............. 47

图89：ITO 靶材生产几种工艺方案图 ......... 48

图90：全球ITO 靶材市场需求增速5.5% ............ 49

图91：2019 年中国ITO 靶材需求占比49% ........ 49

图92：平板显示工艺流程 ......... 50

图93：ITO 靶在太阳能电池领域的应用 ..... 50

图94：全球薄膜太阳能电池产量预测（MW） .......... 51

图95：中国薄膜太阳能电池产量预测（MW） .......... 51

图96：2020 年全球太阳能电池靶材市场规模达57.13 亿美元 ............ 52

图97：2020 年我国太阳能电池靶材市场规模将达37.54 亿元 ............ 52

图98：中国ITO 靶材供应格局：48%需求依赖进口 ............ 53

图99：本土厂商仅占据30%的低端市场份额 ............. 53

图100：我国大陆地区主要的ITO 靶材生产厂商 ........ 54

图101：ITO 靶材占全球铟消费量的70% ............ 54

图102：世界铟探明储量分布 ............ 54

图103：国内精铟价格处于2013 年以来历史低位（单位：美元/公斤） ............. 55

图104：化学提纯方法 ...... 58

图105：物理提纯方法 ...... 58

图106：半导体芯片用铝靶 ....... 59

图107：平板显示器用铝靶 ....... 59

图108：三层电解法电解槽 ....... 59

图109：偏析法工艺流程 ........... 59

图110：中国高纯铝进出口数量及产能产量 ...... 61

图111：中国高纯铝进出口金额 ........ 61

图112：5N/6N 超纯铜粒 ........... 62

图113：6N 高纯铜杆 ........ 62

图114：半导体芯片用钛靶 ....... 63

图115：平板显示器用钛靶 ....... 63

图116：传统碘化法装置原理图 ........ 64

图117：新碘化法装置原理图 ............ 64

图118：半导体芯片用钽靶 ....... 65

图119：半导体芯片用钽环 ....... 65

图120：金属钽的制取方法 ....... 66

图121：半导体靶材用钨钛靶 ............ 67

图122：太阳能电池用钨钛靶 ............ 67

图123：2020Q1-Q3 营收达8.45 亿元，增速48.63% .......... 69

图124：2020 Q1-Q3 归母净利润达1.10 亿元，增速238.01% ..... 69

图125：2020Q1-Q3 营收达12.46 亿元，增速-3.79% .......... 70

图126：2020 Q1-Q3 归母净利润1.73 亿元，增速28.83%........... 70

图127：2020H1 靶材营收达1.33 亿元，增速34.34%......... 70

图128：靶材公司布局：四丰电子、广西晶联、丰联科 ............. 70

图129：2020Q1-Q3 营收达2.34 亿元，增速-3.69% ............ 71

图130：2020 Q1-Q3 归母净利润0.03 亿元，增速-75.86% .......... 71

图131：公司产品工艺流程：电解铝—高纯铝—电子铝箔—电极箔 ........... 73

图132：2020Q1-Q3 营收达38.93 亿元，增速11.87% ........ 73

图133：2020 Q1-Q3 归母净利润2.40 亿元，增速85.90%........... 73

图134：2020Q1-Q3 营收达87.30 亿元，增速20.98% ........ 74

图135：2020 Q1-Q3 归母净利润1.49 亿元，增速98.88%........... 74

图136：2020H1 有研亿金营收达6063 万元，增速63.18% ......... 74

图137：有研亿金靶材产品 ....... 74

表 目 录

表1：主要PVD 方法的特点：半导体、显示面板使用溅射镀膜法 ........ 2

表2：各应用场景金属纯度要求对比 ........... 3

表3：靶材制造工艺分类 ............. 4

表4：靶材分类方法 ............ 6

表5：靶材按应用领域分类 ......... 6

表6：海外主要靶材商简介 ......... 9

表7：全球溅射靶材市场规模测算（单位：亿美元） ........ 10

表8：全球平板显示靶材市场规模（亿美元） ........... 11

表9：全球半导体靶材市场规模（亿美元） ...... 11

表10：全球太阳能靶材市场规模（亿美元） ............. 12

表11：全球记录媒体靶材市场规模（亿美元） ......... 12

表12：我国溅射靶材市场规模测算（单位：亿元） .......... 12

表13：我国平板显示用靶材市场规模（亿元） ......... 14

表14：我国半导体靶材市场规模（亿元） ........ 14

表15：我国太阳能电池靶材市场规模（亿元） ......... 14

表16：我国记录媒体靶材市场规模（亿元） ............. 14

表17：国外主要靶材产商主要产品与应用领域 ......... 14

表18：国外主要靶材产商2018 年集团销售额与靶材相关业务简介 ........... 15

表19：JX 日矿金属各产品杂质含量（ppm） ............. 16

表20：JX 日矿金属靶材种类划分 ...... 17

表21：磁盘驱动器、硬盘磁头应用程序和MRAM 应用程序的靶材产品种类 ..... 18

表22：JX 日矿金属光盘用靶材产品 ........... 19

表23：JX 日矿金属太阳能电池用靶材产品实物图 ..... 19

表24：JX 日矿金属太阳能电池用靶材产品 ........ 19

表25：霍尼韦尔可提供的高纯金属种类及性能 ......... 21

表26：霍尼韦尔300mm 级靶材主要产品 .......... 21

表27：ECAE 靶材的冶金特征（以铝靶为例） ............ 23

表28：东曹半导体用主要靶材产品 ........... 24

表29：普莱克斯主要靶材产品 .......... 26

表30：其他海外靶材公司概况 .......... 27

表31：OLED 与LCD 性能对比 ............ 28

表32：我国现有8.5 代TFT-LCD 生产线分布 ...... 30

表33：我国OLED 屏产线分布 ........... 30

表34：显示面板用靶材技术指标：4N 级纯度 ............ 31

表35：中国平板显示用靶材市场规模（亿元） ......... 33

表36：平板显示靶材的核心供应商 ........... 34

表37：国内主要靶材供应商的显示面板领域客户 ..... 34

表38：不同材质靶材在芯片领域的应用 ............ 38

表39：芯片靶材：铜、钽、铝、钛四种为主 ............. 39

表40：台积电制程工艺节点 ..... 39

表41：全球半导体靶材市场规模（亿美元） ............. 42

表42：中国半导体靶材市场规模（亿元） ........ 42

表43：全球芯片靶材的主要供应商 ........... 43

表44：国内12 寸线统计 ........... 44

表45：大基金二期将加码上游材料，靶材市场或将受益 ........... 45

表46：ITO 靶材是溅射靶材中的一种 ......... 46

表47：ITO 靶材主要用于平面显示器及太阳能电池领域 ............. 47

表48：靶材压制成型和致密化工艺 ........... 48

表49：薄膜太阳能电池产量预测 ...... 51

表50：光伏机容量 ............ 51

表51：专项政策 ....... 55

表52：高纯金属性能及用途 ..... 56

表53：高纯金属国内外主要生产公司 ....... 57

表54：偏析法和三层电解法工艺对比 ....... 59

表55：国内高纯铝进出口量及产量 ........... 61

表56：工艺对比 ....... 65

表57：高纯钨工艺对比 ............. 67

表58：国内高纯钨及相关制品专利 ........... 68

表59：阿石创平板显示靶材性能 ...... 72

表60：靶材重点公司盈利预测 .......... 74