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溅射靶材的应用领域

2017-08-21 11:39来源:蒂姆(北京)新材料科技有限公司作者:蒂姆(北京)新材料科技有限公司网址:http://www.dmmaterial.com
文章附图

1、溅射靶材简介:

溅射属于物理气相沉积技术的一种,是制备电子薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在高真空中经过加速聚集,而形成高速度能的离子束流,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,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。

溅射靶材工作原理基本情况如下:

一般来说,溅射靶材主要由靶坯、背板等部分构成,其中,靶坯是高速离子束流轰击的目标材料,属于溅射靶材的核心部分,在溅射镀膜过程中,靶坯被离子撞击后,其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜;由于高纯度金属普遍较软,而溅射靶材需要安装在专用的机台内完成溅射过程,机台内部为高电压、高真空环境,因此,背板主要起到固定溅射靶材的作用,且需要具备良好的导电、导热性能。

按照不同的分类方法,能够将溅射靶材分为不同的类别,主要分类情况如下:

序号
分类标准
产品类别
1
按形状分类
长靶、方靶、圆靶
2
按化学成份分类

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)

3
按应用领域分类

半导体芯片靶材、平面显示器靶材、

太阳能电池靶材、信息存储靶材、

工具改性靶材、电子器件靶材、其他靶材

溅射靶材的应用领域广泛,由于应用领域的不同,溅射靶材对金属材料的选择和性能要求存在一定的差异,具体情况如下:

应用领域
金属材料
主要用途
性能要求
半导体芯片
超高纯度铝、 钛、 铜、钽等
制备集成电路的关键原材料
技术要求最高、超高纯度金属、高精度尺寸、高集成度
平面显示器
高纯度铝、 铜、 钼等,
掺锡氧化铟(ITO),FTO
高清晰电视、 笔记本电脑等
技术要求高、高纯度材料、材料面积大、均匀性程度高
太阳能电池

高纯度铝、铜、钼、铬等

ITO、CIGS、IGZO、AZO等

薄膜太阳能电
技术要求高、应用范围大
信息存储
铬基、钴基合金等
光驱、光盘等
高储存密度、高传输速度
工具改性
纯金属铬、铬铝合金
工具、 模具等表面强化
性能要求较高、使用寿命延长
电子器件
镍铬合金、铬硅合金
薄膜电阻、 薄膜电容
要求电子器件尺寸小、稳定性好、电阻温度系数小
其他领域
纯金属铬、钛、镍等
装饰镀膜、 玻璃镀膜等
技术要求一般,主要用于装饰、节能等

    2、行业在产业链中的位置

高纯溅射靶材行业属于电子材料领域,其产业链上下游关系如下:

高纯溅射靶材产业链

20 世纪 90 年代以来,随着消费电子等终端应用市场的飞速发展,高纯溅射靶材的市场规模日益扩大,呈现高速增长的势头。据统计,2014 年世界高纯溅射靶材市场的年销售额约 85.7 亿美元。据预测,未来 5 年,世界溅射靶材的市场规模将超过 160 亿美元,高纯溅射靶材市场规模年复合增长率可达到 13%。

2014 年高纯溅射靶材市场容量

3、应用领域及发展趋势    

高纯溅射靶材产品主要应用于半导体产业、 平板显示器产业以及太阳能电池产业,这些领域的市场容量及发展趋势如下:

    (1)半导体产业

2011-2014 年,全球半导体市场保持平稳增长,年均复合增长率为3.88%,2014 年销售额达到 3,358.0 亿美元。总体来看,近年来全球半导体市场仍然处于整体平稳上升阶段,预计到 2015 年,全球半导体市场规模将攀升至约3,580 亿美元。

全球半导体市场销售规模及预测情况

据统计2013 年全球半导体材料销售额为 434.6 亿美元, 其中晶圆制造材料销售额为 227.6 亿美元,封装材料为 207 亿美元。在晶圆制造材料中,溅射靶材约占芯片制造材料市场的2.6%。在封装测试材料中,溅射靶材约占封装测试材料市场的2.3%。2014年全球半导体用溅射靶材销售额为 11.6 亿美元。

                                           2011-2014 年全球半导体用溅射靶材市场规模

单位:亿美元

项   目
2011 年度
2012 年度
2013 年度
2014 年度
全球太阳能电池用溅射靶材市场规模(亿美元)
6.1
8.6
11.6
15.2
增长率
35.0%
40.7%
35.0%
31.2%

我国半导体市场规模情况

随着国产溅射靶材的技术成熟,尤其是国产溅射靶材具备较高的性价比优势,并且符合溅射靶材国产化的政策导向,我国溅射靶材的市场规模将进一步扩大,在全球市场中有望获得更多客户的认可,市场份额进一步提高。

我国半导体芯片用溅射靶材市场规模及预测情况

    (2)平板显示产业

在全球液晶显示市场中,受益于智能手机、平板电脑的日益普及,中小尺寸液晶面板增长迅速,2012 年度智能型手机采用中小尺寸 OLED 面板销售额成长近一倍,全球中小尺寸液晶显示市场规模达到约 351 亿美元,较上年同比增长17.8%;在大尺寸液晶显示市场,笔记本电脑、高清晰电视出货量的增加成为市场规模持续上升的主要推动力, 2014 年度, 全球大尺寸液晶面板出货量约为 7.57亿片,面积约为 15,600 万平方米,市场规模达到 853 亿美元,较上年同比增长约 13%,预计到 2019 年,全球大尺寸显示面板出货量将达到18,500 万平方米。

全球显示面板出货量增长情况及预测

2005-2012 年我国液晶面板市场发展迅速,年均复合增长率为 21.51%,高于同期全球液晶面板市场的增长速度, 2012 年度我国液晶面板销售金额达到5,245 亿元。 赛迪顾问数据显示, 2013年我国液晶面板市场需求量达到 17.18 亿片,销售规模约为 6,117 亿元。

我国液晶面板市场规模增长情况

    (3)太阳能电池

全球累计光伏装机容量增长情况

近年来,我国太阳能光伏产业在全球太阳能光伏产业发展的带动下迅速发展,由于拥有较为有利的生产成本优势,我国已经成为全球最大的太阳能电池片和电池组件生产制造基地,从 2010 年开始,我国的太阳能光伏产业迎来了井喷式爆发312.5%。2010-2013 年,年复增长率达到了180.61%。2013 年,我国累计光伏装机容量达到 18,600MV,占世界总量的 13.40%。

我国累计光伏装机容量增长情况

太阳能光伏产业的快速发展给太阳能电池用溅射靶材市场带来了巨大的成长空间,2014 年全球太阳能电池用溅射靶材市场规模15.2 亿美元,比 2013 年增长 31.2%。

项   目
2011 年度
2012 年度
2013 年度
2014 年度
全球太阳能电池用溅射靶材市场规模(亿美元)
6.1
8.6
11.6
15.2
增长率
35.0%
40.7%
35.0%
31.2%

目前国内太阳能电池主要以硅片涂覆型太阳能电池为主, 薄膜电池的产量仍较小,而且以硅薄膜电池为主,因此溅射靶材市场规模较小,2013 年度、2014年度,市场规模约为 3.5 亿元和 4.6 亿元;随着国内薄膜电池生产线的投产,我国太阳能电池用溅射靶材市场将阶段性迎来爆发式增长,预计到 2016 年,我国太阳能电池用溅射靶材市场规模将达到18.0 亿元。


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