单质非金属靶材行业市场前瞻与投资战略规划

单质非金属靶材行业市场前瞻与投资战略规划 一、 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。 二、 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%。 三、 溅射靶材市场容量分析 （一）溅射靶材全球市场容量分析 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。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，高性能溅射靶材的市场规模日益扩大，呈现高速增长的势头。据统计及预测，2013-2020年，全球溅射靶材市场规模将从75．6亿美元上升至195．63亿美元，年复合增速为14．42%。相关研究机构预计2021年全球溅射靶材市场规模将达213亿美元。主要增长点包括平面显示、集成电路半导体、太阳能电池以及记录媒体等领域。 （二）溅射靶材国内市场容量分析 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。按销售额统计，2014年至2019年，中国高性能溅射靶材市场规模由68．2亿元增长至165．2亿元，年复合增长率为19．4%。未来五年，受益于平面显示行业产能不断扩建以及全球半导体集成电路产业加速向国内转移、晶圆厂产能不断释放等因素，下游应用市场对高性能溅射靶材需求量将不断增加，高性能溅射靶材市场空间逐渐扩大，中国高性能靶材行业市场规模在2023年有望达到339．5亿元，2019年-2023年期间将保持19．7%的年复合增长率。 四、 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。 五、 半导体行业 （一）溅射靶材在半导体行业的应用 集成电路产业链主要包括集成电路设计、晶圆制造和封装测试三大主干环节，及EDA、IP、设备、材料、掩膜等关键支持环节。溅射靶材、光刻胶、硅片、光掩膜、电子特种气体、抛光材料、湿电子化学品等材料，均是半导体生产必备的关键材料。其中，溅射靶材主要应用于晶圆制造和封装测试环节的薄膜沉积工序。 （二）半导体行业概述 半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，被广泛应用于各种电子产品中。半导体产品可细分为四大类：集成电路、分立器件、光电子器件和传感器。集成电路作为半导体产业的核心，占据半导体行业规模的八成以上，其细分领域包括逻辑芯片、存储器、微处理器和模拟芯片等，被广泛应用于5G通信、计算机、消费电子、网络通信、汽车电子、物联网等产业，是绝大多数电子设备的核心组成部分，具有十分广阔的市场空间。 作为资金与技术高度密集行业，集成电路行业形成了专业分工深度细化，产业链各环节企业相互依存的格局。在问题突出、国际贸易局势不确定性长期存在的背景下，半导体及相关支持性产业的国产化重要性日益提升。 1、半导体行业发展历程 从发展历程来看，自诞生以来，由于产业链的细化与应用市场需求的变化，半导体与集成电路产业已经经历了多次产业转移。目前，中国大陆凭借着在智能终端方面的生产能力与庞大的消费市场，正逐步承接半导体与集成电路产业的第三次转移。 2、半导体行业发展现状及未来发展趋势 全球半导体行业方面，伴随全球信息化、网络化和知识经济的迅速发展，特别是在以物联网、人工智能、汽车电子、智能手机、智能穿戴、云计算、大数据和安防电子等为主的新兴应用领域强劲需求的带动下，全球半导体产业收入将保持持续增长。2018年全球半导体行业收入为4，761．51亿美元，2019年受全球宏观经济低迷影响，半导体行业景气度有所下降，收入同比下降11．97%，为4，191．48亿美元，预计2021年半导体行业开始复苏，2024年预计全球半导体行业收入将达到5，727．88亿美元。 国内半导体行业方面，在半导体和集成电路行业快速发展的同时，我国集成电路产品依然大量依赖进口，集成电路产品的自给率仍然偏低。2015年，《中国制造2025》计划中提出了到2025年，70%的核心基础零部件、关键基础材料实现自主保障的战略目标，在该目标的指引下，我国集成电路产业逐步开始了国产化的进程，这也为国内的集成电路及集成电路产业链相关企业提供了实现跨越式发展的机遇。根据国际半导体协会（SEMI）的统计数据，2017年到2020年期间，全球将有62座新晶圆厂投产，其中将有26座新晶圆厂座落中国大陆，占比达42%。新晶圆厂从建立到生产的周期大概为2年，未来几年将是中国大陆半导体和集成电路产业的快速发展期。随着半导体产业的快速发展，将进一步推动国内高性能溅射靶材行业的高速增长。 六、 溅射靶材在其他行业的应用 （一）溅射靶材在记录媒体的应用 记录媒体领域，光记录媒体与磁记录媒体均需要采用溅射镀膜工艺进行镀膜。光记录媒体以光盘为代表，磁记录媒体包括机械硬盘、磁带等，其中机械硬盘记录媒体市场中的占比最高。随着云计算、大数据、物联网、人工智能等市场规模不断扩大，数据量呈现几何级增长，数据中心固定投资不断增加。据国际数据（IDC）预测，全球数据总量预计2020年达到44ZB，我国数据量将达到8，060EB，占全球数据总量的18%。机械硬盘容量大、价格低、写入次数不限、数据恢复简单，在服务器、数据中心等领域的优势无可替代，因而数据爆发式增长将为记录媒体用溅射靶材带来巨大的需求空间。 （二）溅射靶材在建筑节能的应用 建筑节能领域，溅射靶材主要用于低辐射镀膜玻璃（Low-E玻璃），Low-E玻璃是在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系产品，该产品对可见光有较高的透射率，对红外线（尤其是中远红外）有较高的反射率，具有良好的隔热性能，能达到控制阳光、节约能源、热量控制调节及改善环境的作用，是目前全球主要的建筑节能玻璃。 （三）溅射靶材在汽车镀膜玻璃的应用 汽车镀膜玻璃领域，溅射靶材主要用于汽车前风窗玻璃，汽车镀膜玻璃是采用溅射镀膜技术，在玻璃内表层镀上多层纳米级的金属膜，使太阳光的红外线有效的被反射，阻隔热能进入车体内，降低空调负荷，同时维持良好的透光性，保持视野的清晰，较好的解决了贴膜玻璃存在的缺陷。在欧美等发达国家，镀膜玻璃已作为中高档轿车的标准配置，随着我国人民生活水平的提高，汽车镀膜玻璃已得到越来越多汽车制造商和消费者的青睐。 七、 溅射靶材行业的技术水平和发展趋势 （一）溅射靶材行业的技术水平 溅射靶材是各类薄膜材料的关键材料，应用领域广泛，种类繁多，其纯度、密度、品质等对最终的电子器件的质量和性能起着至关重要的作用。目前高端溅射靶材产品纯度一般在99．99%-99．9999%（即4N-6N），其