中国ITO溅射靶材性能赶上进口,未来“钱景”如何?

新材料小站 2023-03-30
2544 字丨阅读本文需 7 分钟

ITO溅射靶材是指氧化铟锡靶材,由氧化铟和氧化锡粉末按一定比例混合加工再高温烧结,形成黑灰色陶瓷半导体。ITO溅射靶材主要有平面靶材(飞机目标类靶材)和旋转靶材(旋转目标类靶材)。相较于旋转靶材,平面靶材使用率偏低。

目前,ITO溅射靶材被广泛应用于制造薄膜晶体管显示器、平板显示器、电致有机发光平面显示器、电激发光显示器、等离子显示器、太阳能电池、抗静电镀膜、EMI屏蔽的透明传导镀膜等领域。

在中国大量对外出口稀土矿产时,却在关键的技术上卡了脖子,这项技术便是ITO靶材制造技术。尽管ITO靶材本身就是由高纯度稀土材料组成的,可没有制造技术,中国即便是有再多的稀土也只能廉价出口,完全没有了战略价值。

此后中国之所以限制稀土矿产的出口,很大程度上源于中国在稀土材料的利用技术上实现了突破,其中就包括了ITO靶材的制造。

ITO靶材的制造技术,不光涉及到稀土材料的提纯和成型技术,此外在ITO靶材制造中还配合了镀膜技术,这些技术基本都是中国的弱项,于是在没有突破前,就一直受限于人。

ITO靶材在半导体工业体系中极为重要,可以说是半导体工业的必需品,于是半导体强国都予以了重视,这让该技术被垄断在了一些大企业之中。中国在突破ITO靶材技术后,势必打破了原先西方国家的技术垄断,那么这将会造成什么影响呢?

一、突破材料制造工艺的瓶颈

半导体工业领域中,ITO靶材的制造技术堪称是核心技术之一,也是半导体工业中的支柱,没有ITO靶材的支撑,那么如今的半导体工业就会陷入到困境之中。

除了半导体工业本身以外,ITO靶材的适用范围非常广泛,就连光伏发电都少不了它,可见它在当今工业体系中的地位之高。

认识到ITO靶材的重要性后,这项技术就一直在重点突破中。不过即便如此中国在ITO靶材领域也只做到了攻克中低端领域中ITO靶材的制造工艺,高端ITO靶材的制造工艺,中国一直都没有实现突破,这导致中国的ITO靶材市场份额中,有48%都要依赖于进口,在进口企业中,基本都被美国和日本企业占据,这两个国家也被称为西方国家的ITO靶材产业核心。

这等于说在ITO靶材领域,中国已经被西方技术大国卡了脖子,因此在ITO靶材制造工艺中的瓶颈,就成了急需要攻克的技术瓶颈。

高端领域中的ITO靶材,在制造上显得格外困难,没有一定的工业基础支撑是非常难以实现突破的,于是这也让中国在ITO靶材的制造工艺探索上只能摸着石头过河了。在ITO靶材专用的稀土材料中,对金属纯度要求非常高,几乎接近于100%,因此在制造中这样的提纯环境只能在真空中实现,可见技术难度之大。

金属材料的提纯工艺中,最为重要的还是提纯设备,这让中国因为缺乏合适的提纯设备,于是在最初的材料准备上就吃了亏。进入新世纪后,中国在金属材料提纯设备上屡屡实现了突破,这使得中国具备了在ITO 靶材制造的基础,开始逐步实现了在技术瓶颈上的突破。

二、打破西方国家的垄断

仅仅只是突破金属的提纯工艺,可谓是迈出了第一步。真正要实现ITO 靶材的工艺全覆盖,中国需要突破的还有很多,从整体工艺上来看,靶材制造和溅射镀膜这两类工艺在技术上最为困难。

中国在材料制备工艺和生产设备上都是处于起步状态,于是在不少西方国家看来中国离真正脱离西方国家的供应还很遥远。

于是仅仅占据中国全部市场份额48%的进口ITO 靶材,却占据了市场利润的70%以上,这让ITO 靶材的市场利润大部分都流向了国外企业,在这种情况下中国选取了关键材料进行靶材制造工艺上的实验。以何季麟院士为代表的科研人员,经过反复的实验,终于在钽铌材料领域中取得了突破,这使得中国开始突破靶材制造工艺。

整个生产工艺中,难度系数最高的溅射镀膜,可谓是在ITO 靶材制造工艺中的拦路虎。溅射镀膜工艺尽管在原理上很简单,可关键的制造设备却很少有国家能够独立制造,这让中国如何突破溅射镀膜就成了问题。

为了突破镀膜设备的制造,中国组织了数十家企业进行了联合研发,在日以继夜的实验中,中国国产的镀膜设备终于达到了技术要求,这让国产镀膜设备开始走上了溅射镀膜的工业生产线。有了溅射镀膜这一步工艺上的成功突破,中国终于有了打破西方国家垄断的底气。

随着中国的ITO 靶材产品渐渐在性能上追赶上了进口产品,打破西方国家的垄断也成了事实,于是进口的ITO 靶材产品出现了价格大幅降水,这有利于中国发展芯片和屏幕的制造工业,大量利润开始回流到国内企业中。不仅如此中国还实现了在ITO 靶材产品上的出口,实现了出口创汇,这对于中国经济来说是有非常重要的推动意义的,同时也证明了中国科研能力之强。

通过扎实的科研体系建设,中国一步一步突破了ITO靶材的制造工艺,成功打破了西方国家的垄断。这在一定层面上证明了中国的科研能力外,也让中国实现了制造业转型升级,开始迈向高端制造业,于是中国站在了利润的高端,自然能够实现国民收入的整体提高,这对于中国经济的发展有着至关重要的意义。

三、产业链

中国溅射靶材上游为各种原材料,包括金属、合金、陶瓷化合物;中游主要为靶材制造、溅射镀膜;下游广泛应用于半导体芯片、平面显示、信息存储、太阳能电池、智能玻璃等。

中国溅射靶材产业链上游金属上市企业包括新疆众和、天山铝业、铜陵有色、安宁股份、中环股份等,合金企业包括江赣锋锂业、兴业矿业、浙富控股、厦门钨业、寒锐钻业等。

中游的溅射靶材企业主要为日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯、有研新材、金钼股份、新疆众和、隆华科技、江丰电子、康达新材、阿石创、超卓航科等。

下游集成电路企业包括中芯国际、长电科技、韦尔股份、通富微电、华天科技等,太阳能电池企业包括通威股份、隆基绿能、天合光能、晶科能源、TCL中环等。

四、潜力巨大的市场

目前的ITO溅射靶材市场虽增长潜力巨大,但国内ITO溅射靶材产品对于下游用户来说价格过高,这也是其推广受限的重要原因之一。但是随着技术的不断进步和上游原材料行业的发展,ITO溅射靶材的价格持续下降,未来将会下降到一个市场能够普遍接受的水平,再加上国家政策的支持,ITO溅射靶材将面临较大的增长空间。近几年,虽然中国ITO溅射靶材生产企业不断增多,市场规模不断扩大,但是中国ITO溅射靶材行业技术水平较低,企业研发能力较弱,产品纯度等技术指标不如进口产品,国产ITO溅射靶材处于低端市场,而高端产品进口比例依然很高。

根据新思界产业研究中心发布的《2023-2027年中国ITO溅射靶材行业市场深度调研与发展趋势预测研究报告》显示,我国ITO溅射靶材行业起步较晚,但液晶显示器、半导体等行业蓬勃发展,市场对ITO溅射靶材的需求快速上升,部分需求依赖进口,进口来源主要是日本、韩国、美国、德国等。截止到2022年末,我国ITO溅射靶材行业进口规模在40亿元左右。

新思界产业研究人士认为,ITO溅射靶材产品应用较广泛,中国是全球最大的平板显示器生产国,近些年,全球平板电脑、大屏手机等电子产品需求的不断增长带动了中国平板显示器需求量的不断增长,目前,平板显示器是ITO溅射靶材最主要的应用领域。并且,中国ITO溅射靶材行业地区集中度较高,华东、华北、华南地区需求规模占全国的比重较高。

文章来源: 新思界网,科学知识点,中商产业研究院

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