溅射靶材下游应用领域广泛,包括平面显示、半导体集成电路、太阳能电池等战略新兴产业,以及较为传统的玻璃镀膜、装饰镀膜、工具镀膜等产业,其中平面显示是各下游应用领域中市场规模最大、占比最高的领域,其次为信息存储、太阳能电池和半导体集成电路领域。溅射靶材在各细分应用领域市场的发展情况如下:
(1)平面显示用溅射靶材市场发展情况
平面显示产业链主要由上游设备制造、原材料和零组件产业,中游显示面板、触控屏等配套电子器件和模组的生产制造,下游电视、显示器、笔记本电脑、平板电脑、手机等各类显示终端应用构成。平面显示领域中,溅射靶材主要应用于显示面板和触控屏的生产制造环节。
显示面板是一种将电子信号通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具,主要包括 LCD(液晶显示器)和 OLED(有机发光显示器),其中 LCD 主要应用于大尺寸电视、电脑、仪表显示屏等领域,是显示面板的最主流应用方向;OLED主要应用于高端智能手机、智能穿戴设备等中小尺寸产品领域。
触控屏是触控显示器件中承担触控功能的重要组件,是一种可接收触头等输入讯号的感应式显示装置,主要应用于智能手机、平板电脑、智能手机、平板电脑、车载触控显示屏等领域。
显示面板和触控屏多由金属电极、透明导电极、绝缘层、发光层组成,为保证大面积膜层的均匀性,提高生产率和降低成本,溅射镀膜技术越来越多地被用来制备该类膜层。平面显示用溅射靶材纯度要求一般在 4N 以上,靶材类型主要包括铜靶、铝靶、钼靶和 ITO 靶等,部分平面显示厂商因溅射镀膜设备和工艺路线不同亦会在生产过程中使用钛靶、钽靶、铌靶、铬靶、银靶等类型靶材。
近年来,国内平面显示用溅射靶材市场在全球显示面板出货面积增长、平面显示产业转移、显示面板厂商采购国产化替代趋势等因素的带动下高速增长,市场前景可期。根据前瞻产业研究院的统计,2014-2020 年中国平面显示用溅射靶材市场规模从 55 亿元增长至150 亿元,年复合增长率达到 18.2%;未来,平面显示用溅射靶材行业市场规模预计仍将快速增长,预计 2026 年将达到 395 亿元。思瀚发布《2023-2027年溅射靶材行业市场现状与投资发展战略规划报告》
(2)半导体集成电路用溅射靶材市场发展情况
半导体集成电路产业链主要包括芯片设计、晶圆制造、封装测试、半导体材料、半导体设备、EDA 工具以及 IP 授权等环节。半导体集成电路领域中,溅射靶材主要应用于晶圆制造和芯片封装环节。
随着信息技术产业不断发展,对半导体集成电路集成度的要求越来越高,电路中单元器件尺寸不断缩小,元件尺寸由毫米级到微米级,再到纳米级。每个单元器件内部由衬底、绝缘层、介质层、导体层及保护层等组成,其中,介质层、导体层甚至保护层均需要使用溅射镀膜工艺,溅射靶材是制备集成电路的核心材料之一。
半导体集成电路领域对溅射靶材的纯度要求极高,一般在 4N 或 5N,甚至 6N 以上,靶材类型主要包括铝靶、钛靶、铜靶、钽靶、镍靶、钨靶、钼靶等。半导体集成电路用溅射靶材品种繁多,需求量较大,根据 SEMI 统计,溅射靶材在全球半导体制造材料和封装测试材料市场的占比均接近 3%。随着半导体产业快速发展,中国半导体集成电路用溅射靶材市场将保持高速增长态势。
2013-2020 年中国半导体集成电路用溅射靶材市场规模从 9.34 亿元增长至17 亿元,年复合增长率为 8.9%,其中,晶圆制造用溅射靶材市场规模为 5.6 亿元,封装测试用靶材靶材市场规模为 11.4 亿元。未来,半导体集成电路用溅射靶材行业市场规模整体保持稳定增长,预计 2026 年将达到 33 亿元。
(3)太阳能电池用溅射靶材市场发展情况
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,其中太阳能电池能够通过光电效应直接把光能转换成电能,是光伏产业链的核心环节。具体来看,太阳能电池可以分为晶硅电池与薄膜电池,其中晶硅电池主要包括单晶PERC 电池、多晶 PERC 电池等;薄膜电池主要包括 CdTe(碲化镉)薄膜电池、CIGS(铜铟镓硒)薄膜电池等。此外,为进一步提高光电转换效率和降低制造成本,HJT 太阳能电池技术等新兴太阳能电池技不断涌现,HJT 太阳能电池生产需大量应用溅射靶材,是太阳能电池用溅射靶材未来市场需求的主要增长点。
溅射靶材主要应用于薄膜电池的背电极环节以及 HJT 太阳能电池的导体层,其中薄膜电池较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶、ITO 靶、AZO 靶等,HJT太阳能电池则主要使用 ITO 靶制备其透明导电薄膜,纯度要求一般在 4N 以上。太阳能作为可再生能源的重要组成部分,系我国未来能源发展的主要趋势。
随着光伏累计装机容量的持续提升,中国太阳能电池用溅射靶材市场规模亦有望持续高速增长。根据前瞻产业研究院的统计,2013-2020 年中国太阳能电池用溅射靶材市场规模从3.5 亿元增长至31.7 亿元,年复合增长率达到 37.0%;未来,太阳能电池用溅射靶材行业市场规模将进入快速增长阶段,预计 2026 年将达到 83 亿元。
(4)其他领域
①玻璃镀膜
溅射靶材在玻璃镀膜领域主要用于制备低辐射玻璃,通过在玻璃表面镀上多层金属或其他化合物组成的膜系,达到节能、控光、装饰的作用,主要应用于建筑、居室装修、汽车、制镜等领域,其中建筑领域应用量最大。在建筑玻璃领域,低辐射玻璃是节能性能最好的窗用材料,与普通玻璃及传统的建筑玻璃相比,具有优异的隔热效果和良好的透光性,能有效降低建筑物能耗,广泛应用于建筑门窗及室外幕墙工程。
根据统计,建筑玻璃门窗能耗占建筑总能耗的 23%,是建筑节能的重点方向之一,2020 年国内低辐射玻璃的渗透率为 12%,德国、韩国等发达国家渗透率则高于 90%,未来国内低辐射玻璃在建筑领域渗透率有望不断提升。
近年来,随着政策扶持和节能环保需求的不断提升,几乎所有大型玻璃深加工企业都在快速增加低辐射玻璃生产线,带动了溅射靶材等上游关键原材料的快速发展。低辐射玻璃镀膜常用的溅射靶材包括银靶、铬靶、钛靶、镍铬靶、锌锡靶、硅铝靶、氧化钛靶等,纯度一般在 3N-4N 之间。
②装饰镀膜
溅射靶材在装饰镀膜领域主要用于制备手机、手表、眼镜等产品的表面膜层,不仅起到美化色彩的作用,同时也具有耐磨、耐蚀等功能,其效果直接影响终端消费者的体验感和满意度。在装饰镀膜的下游应用领域中,智能手机等消费电子产品是更新迭代周期最快的行业,终端厂商产品的竞争已由原先的功能升级竞争转为性能、美感、体验度等全方面竞争,生产厂商通常将最先进的表面处理技术应用在消费电子产品上。
随着人民生活水平的不断提高,真空溅射镀膜逐渐成为目前常用的表面处理方法之一,塑胶、玻璃、陶瓷,和不锈钢中框均采用真空溅射镀膜法,装饰镀膜用溅射靶材的需求也日益扩大。装饰镀膜常用的溅射靶材主要包括铬靶、钛靶、锆靶、镍靶、钨靶、钛铝靶、不锈钢靶等,纯度一般在 3N 左右。
③工具镀膜
溅射靶材在工具镀膜领域中主要用于制备工具的表面涂层,涂层作为化学屏障和热屏障,能够有效减少生产加工过程中工具基体材料的磨损,从而显著提高工具的使用寿命和被加工零件的质量。随着高速、高效、高精度的现代制造加工需求不断升级以及高强度、高韧性、难加工新型材料的不断涌现,对高性能工具的需求量日益增加。以刀具为例,随着涂层技术不断进步与发展,耐热性、耐磨性优异的各类复合涂层材料大量出现,涂层刀具已成为现代切削刀具的标志,在刀具中的使用比例已超过 50%。
目前,全球工具镀膜市场主要集中在欧美、日本等发达国家,发达国家机加工用刀具的镀膜比例已超过 90%。国内市场方面,随着国内制造业生产观念逐渐从“依靠廉价劳动力”向“改进加工手段提高效率”进行转变,以及机床市场的数控化转型升级,我国刀具等工具的镀膜比例也在不断提升,工具镀膜用溅射靶材的需求有望不断提升。工具镀膜较为常用的溅射靶材主要包括铬靶、铬铝靶等,纯度一般在 3N5 左右。