在當(dāng)今及以后的半導(dǎo)體制造流程當(dāng)中,，濺射靶材無疑是重中之重的原材料,，其質(zhì)量和純度對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的后續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量起著關(guān)鍵性作用。

靶材,，特別是高純度濺射靶材應(yīng)用于電子元器件制造的物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition,，PVD）工藝,，是制備晶圓、面板,、太陽能電池等表面電子薄膜的關(guān)鍵材料,。

所謂濺射，是制備薄膜材料的主要技術(shù),，也是PVD的一種。它通過在PVD設(shè)備中用離子對目標(biāo)物進(jìn)行轟擊,，使得靶材中的金屬原子以一定能量逸出,，從而在晶圓表面沉積，濺鍍形成金屬薄膜，其中被轟擊的固體是用濺射法沉積薄膜的原材料,，稱為濺射靶材,。

相比PVD的另一種工藝——真空鍍膜，濺射鍍膜工藝可重復(fù)性好,、膜厚可控制,，可在大面積基板材料上獲得厚度均勻的薄膜，所制備的薄膜具有純度高,、致密性好,、與基板材料的結(jié)合力強等優(yōu)點，已成為制備薄膜材料的主要技術(shù),。

靶材有多種分類方法,，如按化學(xué)成份分類，按形狀分類,，以及按應(yīng)用領(lǐng)域分類,。本文內(nèi)容主要是按應(yīng)用領(lǐng)域分類展開的。

應(yīng)用要求

對靶材用量較大的行業(yè)主要有半導(dǎo)體集成電路,、平板顯示器,、太陽能電池、磁記錄介質(zhì),、光學(xué)器件等（這些就是按應(yīng)用分類的）,。其中，高純度濺射靶材主要用于對材料純度,、穩(wěn)定性要求更高的領(lǐng)域,，如半導(dǎo)體、平板顯示器,、太陽能電池,、磁記錄介質(zhì)等。

本文主要討論靶材在半導(dǎo)體當(dāng)中的應(yīng)用情況,。

在所有應(yīng)用中,，半導(dǎo)體對濺射靶材的技術(shù)要求和純度最高，價格也最為昂貴,，這方面的要求明顯高于平面顯示器,、太陽能電池等其他應(yīng)用領(lǐng)域。半導(dǎo)體芯片對濺射靶材的金屬材料純度,、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等方面都設(shè)定了極其苛刻的標(biāo)準(zhǔn),，若濺射靶材的雜質(zhì)含量過高，形成的薄膜就無法達(dá)到使用所要求的電性能,，且在濺射過程中易在晶圓上形成微粒,，導(dǎo)致電路短路或損壞,，將嚴(yán)重影響薄膜的性能。

芯片制造對濺射靶材金屬純度的要求最高,，通常要達(dá)到99.9995%以上,，而平板顯示器、太陽能電池分別要求達(dá)到 99.999%,、99.995%以上即可,。

除了純度之外，芯片對濺射靶材內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等也設(shè)定了極其苛刻的標(biāo)準(zhǔn),，需要掌握生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵技術(shù),，并經(jīng)過長期實踐才能制成符合工藝要求的產(chǎn)品。

超高純度金屬及濺射靶材是電子材料的重要組成部分,，濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈主要包括金屬提純,、靶材制造、濺射鍍膜和終端應(yīng)用等環(huán)節(jié),，其中,，靶材制造和濺射鍍膜環(huán)節(jié)是整個濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

市場規(guī)模

隨著消費電子等終端應(yīng)用的飛速發(fā)展,，高純度濺射靶材的市場銷售額日益擴大,。據(jù)統(tǒng)計，2015 年,，全球高純?yōu)R射靶材市場的銷售額達(dá)94.8億美元,，其中，半導(dǎo)體用濺射靶材的市場銷售額為11.4億美元,。

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,，2015年，中國高純度濺射靶材的市場需求規(guī)模約為153.5億元人民幣,，約占當(dāng)年全球市場的24.17%,。

有預(yù)測顯示，未來5年,，世界濺射靶材的市場規(guī)模將超過160億美元,，高純度濺射靶材市場復(fù)合年均增長率CAGR可達(dá)13%。

來自WSTS的統(tǒng)計,，預(yù)計全球靶材市場,，在2017~2019年增速同上，也為13%,。2016年全球濺射靶材市場容量為113.6億美元,，相比于2015年的94.8億美元，增長了20%,?？赏扑愠?018年全球高純?yōu)R射靶材市場規(guī)模約145億美元,，折合人民幣約983億元。

靶材企業(yè)

目前,，全球的靶材制造行業(yè)，特別是高純度的靶材市場,，呈現(xiàn)寡頭壟斷格局,，主要由幾家美日大企業(yè)把持著，如日本的三井礦業(yè),、日礦金屬,、日本東曹、住友化學(xué),、日本愛發(fā)科,，以及美國霍尼韋爾、普萊克斯等,。

根據(jù)有研新材公告數(shù)據(jù)估算,，日礦金屬是全球最大的靶材供應(yīng)商，靶材銷售額約占全球市場的30%,，霍尼韋爾在并購Johnson Mattey,、整合高純鋁、鈦等原材料生產(chǎn)廠后,，占到全球市約20%的份額,，此外，東曹和普萊克斯分別占20%和10%,。

圖：全球靶材市場被幾大美日制造商把持,。來源，有研新材

雖然市場主要被美日的幾家大企業(yè)把持,，但隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)化水平的不斷提升,，特別是近些年半導(dǎo)體及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國國內(nèi)也涌現(xiàn)出了一批優(yōu)秀的靶材企業(yè),，如江豐電子,、有研新材、隆華節(jié)能,、阿石創(chuàng),、北京格林東輝真空科技、江西睿寧高新技術(shù)材料,、江蘇比昂電子材料等,。

中國靶材產(chǎn)業(yè)格局

中國半導(dǎo)體工業(yè)的相對落后導(dǎo)致了高純度濺射靶材產(chǎn)業(yè)起步較晚。受到技術(shù),、資金和人才的限制,，多數(shù)國內(nèi)廠商還處于企業(yè)規(guī)模較小,、技術(shù)水平偏低、以及產(chǎn)業(yè)布局分散的狀態(tài),。

究其原因,，一方面，濺射鍍膜工藝起源于國外,，對所需濺射靶材的性能要求高,、專業(yè)性強，屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),，而我國企業(yè)都為新進(jìn)入者,，在技術(shù)、人才等方面差距明顯,。另外,，靶材行業(yè)下游客戶認(rèn)證周期長，定制化程度高,，要成為正式供應(yīng)商,，一般需要2~3 年，且一旦成為供應(yīng)商,，將保持相對穩(wěn)定的關(guān)系,，難以被打破，這對后來者是個不小的挑戰(zhàn),。

目前,，國內(nèi)靶材廠商主要聚焦在低端產(chǎn)品領(lǐng)域，在半導(dǎo)體,、液晶顯示器和太陽能電池等市場還無法與國際巨頭全面競爭,，但是，依靠國內(nèi)的巨大市場潛力和利好的產(chǎn)業(yè)政策,，以及產(chǎn)品價格優(yōu)勢,，它們已經(jīng)在國內(nèi)市場占有一定的市場份額，并逐步在個別細(xì)分領(lǐng)域搶占了部分國際大廠的市場空間,。

近年來,，我國政府制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策，如863計劃,、02專項基金等來加速濺射靶材供應(yīng)的本土化進(jìn)程,，推動國產(chǎn)靶材在多個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)從無到有的跨越。這些都從國家戰(zhàn)略高度扶植并推動著濺射靶材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大,。

目前國內(nèi)靶材行業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模,，隨著國內(nèi)靶材企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，在半導(dǎo)體,、面板以及光學(xué)器件等領(lǐng)域出現(xiàn)了具備和日美跨國集團(tuán)競爭的本土靶材企業(yè),。

以我國靶材龍頭企業(yè)江豐電子為例,，該公司的半導(dǎo)體靶材產(chǎn)品已應(yīng)用于以臺積電為代表的著名晶圓代工廠商的先進(jìn)制造工藝，在14/16nm技術(shù)節(jié)點實現(xiàn)批量供貨,，聯(lián)電也是該公司的大客戶,，此外，格芯,、意法半導(dǎo)體也都采用了其產(chǎn)品,，同時，該公司也是本土晶圓代工龍頭企業(yè)中芯國際,、華宏等的優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，滿足了國內(nèi)廠商在28nm技術(shù)節(jié)點的量產(chǎn)需求,。有統(tǒng)計顯示,，江豐電子的產(chǎn)品已經(jīng)成功打入了全球280多個半導(dǎo)體芯片制造工廠。

江豐電子還完成了國家02重大專項（300mm硅片工藝用Al,、Ti,、Ta靶材制造技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化）項目驗收，所生產(chǎn)的產(chǎn)品直接用于iphone6,、奧迪等產(chǎn)品,，iPhone 7核心處理器A10芯片也采用了該公司的產(chǎn)品，這是中國電子材料第一次大規(guī)模應(yīng)用在16nm FinFET+技術(shù)產(chǎn)品上,。

此外,，有研億金也實現(xiàn)了為本土芯片封測廠長電科技等的批量供貨。

另外,，我國的隆華節(jié)能,、有研新材、阿石創(chuàng)等也已經(jīng)進(jìn)入國內(nèi)外主流半導(dǎo)體,、平板顯示,、光伏、光學(xué)器件企業(yè)供應(yīng)鏈體系,，且已經(jīng)在部分企業(yè)本土產(chǎn)線實現(xiàn)大批量供貨,。在面板靶材領(lǐng)域，隆華節(jié)能子公司四豐電子實現(xiàn)了高純鉬靶材向三星,、LG,、京東方、國星光電等國內(nèi)外顯示龍頭的直接供貨,。此外,，江豐生產(chǎn)用于G8.5代、G6代液晶面板的超高純鋁濺射靶材也已開始給國內(nèi)液晶面板的龍頭企業(yè)供貨,。在光學(xué)器件領(lǐng)域,，阿石創(chuàng)已經(jīng)實現(xiàn)為群創(chuàng),、藍(lán)思科技、伯恩光學(xué)等光學(xué)器件龍頭企業(yè)批量供貨,。

半導(dǎo)體驅(qū)動

靶材市場快速增長

WSTS預(yù)計,，2018年全球半導(dǎo)體規(guī)模增速達(dá)12.4%。2010~2016年,，全球半導(dǎo)體銷售額保持平穩(wěn)發(fā)展,，而2017年全球市場增速超預(yù)期，達(dá)21.62%,，特別是存儲器市場,，增速高達(dá)61.49%。一方面,，存儲芯片需求旺盛,，產(chǎn)品價格大幅上漲，另一方面,，物聯(lián)網(wǎng),、汽車電子、AI等新應(yīng)用拉動下游需求,，WSTS 預(yù)計,，在AI、智能駕駛,、5G,、VR/AR等需求持續(xù)帶動下，2018年全球半導(dǎo)體行業(yè)將實現(xiàn)12.4%的增速,，2019年的增速預(yù)估為4.4%,。

此外，中國大陸地區(qū)近些年迎來了建廠熱潮,。SEMI數(shù)據(jù)顯示,，2016~2017年，全球新建了17座12英寸晶圓代工廠,，其中有10座位于中國大陸,。從未來的投資計劃看，2017~2020是晶圓廠投資的高峰期,，預(yù)計全球新增半導(dǎo)體產(chǎn)線62條,，其中有26條位于中國大陸，占總數(shù)的42%,。

在這樣的產(chǎn)業(yè)背景下,，全球?qū)τ诰A的需求量將不斷提升。據(jù)SEMI預(yù)測，未來兩年,，全球晶圓出貨量將從2017年的11448百萬平方英寸上升到2019年的12235百萬平方英寸.年復(fù)合增長率為3.38%,。

基于此，2017年,，全球晶圓制造材料市場規(guī)模達(dá)到259.8億美元,，其中，靶材在晶圓制造和封測中占比均在3%左右,，預(yù)計2018年全球晶圓制造用靶材的市場增速可達(dá)19%,，封測用靶材增速更高，將達(dá)到26%,。

我國國內(nèi)的靶材市場需求也會大幅增加,，同時，隨著國內(nèi)濺射靶材技術(shù)的不斷成熟,，再加上其先天的性價比優(yōu)勢,，預(yù)計2018年中國半導(dǎo)體靶材市場增速有望達(dá)到60%，遠(yuǎn)高于全球平均水平,。

結(jié)語

綜上，未來的2~3年,，全球靶材制造產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能增速會保持在3%~5%,，而中國靶材市場的產(chǎn)能復(fù)合年增長率將達(dá)到30%以上，風(fēng)景這邊獨好,！