合金靶材行业发展概况

合金靶材行业发展概况 一、 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。 二、 记录媒体靶材应用场景 数据存储可分为光存储、磁存储与半导体存储，近年来半导体存储发展迅速。从数据存储量来看，目前磁记录仍然占据主导记录。按记录媒体的机械形状和驱动方式的不同，磁记录可分为磁鼓、磁带（录音机、录像机、数据记录）、磁盘（硬盘、软盘）、磁卡等，其中，高密度硬盘领域的磁性薄膜几乎都是以溅射法制作的，这些磁记录薄膜材料有很高的记录密度。因此也要求溅射靶材具有高纯度、低气体含量、细晶微结构、均匀的金相、高磁穿透和使用率、优异的电性与机械特性等特点。磁记录靶材常用材料为钴（3N）/镍/铁合金/铬/碲、硒（4N）/稀土-迁移金属（3N）等，主要包括铬靶、镍靶、钴靶。 三、 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。 四、 溅射靶材行业发展现状 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。例如2019年《十四五规划和2035年远景目标刚要》提出集成电路攻关方面，以重点装备和高纯靶材等关键材料为研发方向。2021年3月，财政部、海关总署等联合发布《关于支持集成电路产业和软件产业发展进口税收政策的通知》，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。 随着政策利好、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。数据显示，2021年我国溅射靶材市场规模达375．8亿元，同比增长9．7%。预计2022年我国溅射靶材市场规模将达到410亿元。其中高性能溅射靶材市场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，带动市场规模不断扩大。数据显示，2021年我国高性能溅射靶材市场规模由2016年的98．9亿元增长至241．8亿元，预计2022年市场规模将达288．1亿元。 ITO靶材市场容量也在不断扩张。有数据显示，2019-2021年，我国ITO靶材市场容量从639吨增长到1002吨，年复合增长率为25．22%。预计2022年我国ITO靶材市场容量能达到1067吨。 五、 太阳能电池行业 （一）溅射靶材在太阳能电池行业的应用 溅射靶材主要应用于薄膜太阳能电池的背电极环节以及异质结电池的导体层。薄膜太阳能电池由于自身特点目前未成为市场主流的技术路线，对靶材的整体需求影响相对有限；而异质结电池因其具备能量转化高、成本降低空间大等两项核心优势，被广泛认为是下一代主流电池片技术。异质结电池的透明导电膜（TCO）沉积工序需大量使用溅射靶材沉积形成TCO透明金属氧化物导电膜（主要为75-80nm厚的ITO氧化铟锡膜），未来受异质结电池产能快速扩张的带动，太阳能电池用靶材，尤其是ITO靶材的需求将有望进一步增长。 （二）太阳能电池行业概述 随着经济社会的发展，全球能源需求持续增长，能源资源和环境问题日益突出，加快开发利用可再生能源已成为应对日益严峻的能源环境问题的必由之路。光伏是太阳能光伏发电系统（photovoltaicpowersystem）的简称，是一种利用半导体材料的光生伏特效应，将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。光伏产业的价值得到了众多国家的普遍认可，是未来全球先进产业竞争的制高点。光伏产业链分为硅料、硅片、太阳能电池、组件、光伏发电系统五个环节，其中太阳能电池是光伏行业的重要组成部分。随着前沿的下一代晶体硅电池技术异质结电池技术的逐步成熟，异质结电池市场规模有望快速扩大，其在生产过程中需应用溅射靶材，是未来太阳能电池领域用溅射靶材市场需求的主要增长点。 1、太阳能电池行业发展历程 太阳能电池作为光伏产业链的重要环节，其发展历程与光伏产业密切相关。全球光伏发电大规模商业应用可追溯到2004年德国率先推出光伏激励政策。全球光伏产业经过了十余年启动、调整、酝酿后在2015年进入稳定发展阶段，标志性指标为各国光伏发电逐步实现平价上网，行业从过去的补贴思维逆转为市场化盈利思维，光伏行业因而持续保持稳定增长。 我国光伏产业起步略晚但发展迅速，经过多年发展，我国光伏产业链完整、制造能力和市场占比全球领先，2013年-2020年，我国光伏新增装机容量连续8年位居世界第一，已成为全球最重要的光伏应用市场之一。 2、太阳能电池行业发展现状及未来发展趋势 （1）太阳能电池的主要技术路线 太阳能电池是实现光能向电能转化的关键环节。根据所用材料的不同，太阳能电池可分为三大类：第一类为晶体硅太阳能电池，包括单晶硅和多晶硅，其研发及市场应用较为深入，光电转化效率高，占据了目前电池片主要市场份额；第二类为薄膜太阳能电池，包括硅基薄膜、化合物类以及有机类，但由于原材料稀缺或含毒性、转换效率低、稳定性差等缺点，市场应用较少；第三类为新型太阳能电池，新型太阳能电池以价格昂贵的稀土为原料且主要用于航空航天领域，现阶段暂不在市场推广之列。 为进一步提高光电转换效率和降低制造成本，主流太阳能电池技术晶体硅电池的新兴技术不断涌现，发展前景广阔。根据硅衬底不同，晶体硅电池分为P型电池和N型电池。P型电池的PERC技术是当前晶体硅电池的主流技术，N型技术是下一代晶体硅电池技术，具有制程短、转换效率高、抗衰减、温度系数低等特点，有利于提高光伏发电量、降低发电成本。N型技术中，异质结（HJT）技术是一种将薄膜电池技术和晶体硅电池技术结合发展起来的一种高效电池技术，与同质结相比有更宽的禁带宽度和电池效率提升潜力，性能优势明显，是公认的未来主流发展方向。异质结电池生产需大量应用溅射靶材，是未来太阳能电池领域溅射靶材市场需求的主要增长点。 （2）太阳能电池市场的现状及未来发展趋势 虽然光伏等新能源产业总体保持了快速发展态势，但传统石化能源占能源总体消耗量的比例仍然较高，全球生态环境问题形势依旧严峻。根据国际可再生能源署（IRENA）发布的有关报告，可再生能源占一次能源总供应量的份额必须从2017年的约14%增长到2050年的约65%，太阳能光伏将引领全球电力行业的转型。未来光伏产业的市场空间仍十分广阔。 随着异质结电池的量产工艺在近年来逐步成熟，国内外企业均大量布局GW级别异质结电池生产线。根据中信证券不完全统计，截至2021年8月，全球异质结电池的规划产能已经超过120GW，随着设备、关键材料的进一步降本和工艺提升，预计异质结电池量产节奏将进一步加快，从而进一步推动太阳能电池用溅射靶材行业的增长。 六、 溅射靶材整体行业概况 靶材是溅射薄膜制备的源头材料，又称溅射靶材，特别是高性能溅射靶材应用于电子元器件制造的物理气相沉积（PhysicalVaporDeposition，PVD）工艺，是制备半导体晶圆、显示面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。 溅射工艺最早起源于国外。起初溅射过程具有工作气压高、溅射基体温升高、溅射沉积速率低等缺点，不满足工业化生产的条件。自20世纪80年代以来，随着辅助电极、磁控溅射、脉冲电源等新技术的应用，溅射工艺优势逐步显现，应用范围不断拓宽。目前溅射工艺已广泛应用于各种薄膜材料的工业化制备，是目前主流的镀膜方法。 在行业发展初期，溅射靶材及配套镀膜设备均为国外厂商提供。由于国外溅射靶材厂商与设备厂商具有长期配套磨合的经验，靶材在使用过程中的溅射效果能够充分满足下游客户的需求，具有较强的先发优势及竞争优势。因此，全球溅射靶材的研发及生产主要集中于美国、日本及德国等国家的少数企业，产业集中度较高。 经过几十年的技术积淀，这些国外