靶材是干什么的？

靶材是干什么的

本文中,我们将讨论金属材料的物理,化学和力学性能.金属材料的性能很多,不同的使用要求和使用环境,具有相应的性能要求.对于做靶材的材料人来说,具体需要了解的有以下几个重要部分:金属材......接下来具体说说

什么是靶材？为何如此重要？A股仅有4家

上一篇讲了光刻胶作用、分类、和市场前景，这一篇我们继续来看半导体制造材料的一种——靶材。

第13篇：《半导体光刻胶浅析，谁才是“全村人的希望”？》

靶材虽然不像光刻胶那么出名，但它也一样是制造芯片过程中必不可少的材料，靶材的好坏同样会影响芯片成品的性能。

01 靶材

靶材是制作薄膜的材料，利用高速荷能粒子轰击的目标材料，通过不同的激光（离子光束）和不同的靶材相互作用得到不同的膜系，实现导电和阻挡的功能。

所以靶材又称为“溅射靶材”，他的工作原理就是利用离子源产生的离子，在真空中聚集并提速，用形成的高速离子束流来轰击靶材表面，发生动能交换，让靶材表面的原子沉积在基底。

一块靶材由“靶坯”和“背板”组成，靶坯是由高纯金属制作而来，是高速离子束流轰击的目标；

背板通过焊接工艺和靶坯连接，起到固定靶坯的作用，并且背板需要具备导热导电性。

02 薄膜沉积

再看一下薄膜沉积技术，薄膜沉积也是必不可少的环节，分为PVD（物理气相沉积）和CVD（化学气相沉积）。

通俗来说就是分为物理沉积和化学沉积， 物理沉积 是指在真空条件下，运用物理方法将材料源转换为气态粒子沉积在基板上。

常见的PVD方法有 溅射 （直流物理气相沉积、射频物理气相沉积、磁控溅射、离子化物理气相沉积）和 蒸镀 （真空蒸镀、电子束蒸镀）。

化学沉积 是 指将含有薄膜元素的几种气相化合物或单质在衬底表面进行化学反应生成薄膜的方法。

常见CVD方法有化 学气相沉积 （常压化学气相沉积、低压化学气相沉积、金属化学气相沉积、光化学气相沉积、激光化学气相沉积）和 原子层沉积（ALD沉积可看作变相的CVD化学沉积） 。

03 靶材产业链

靶材的产业链可以笼统地看成4个部分，分别是 金属提纯、靶材制造、溅射镀膜、终端应用。

从高纯度金属提炼出靶材再采用溅射工艺镀膜后，被芯片、平板显示器、太阳能电池、存储、光学等领域应用。

这其中技术要求最严格的是金属提纯和溅射镀膜这两个环节。

金属提纯的意思是将不规则的金属通过化学的电解、热分解或者物理的蒸发结晶、电迁移、真空熔融等方法得到更纯，更规则的主金属。

现有的金属提纯产能普遍集中于日本、美国等国家，他们高纯金属的资源和产业更集中；

国内靶材厂商大多依赖进口，只有个别的高纯金属材料能自给。

靶材制造是靶材厂商要做的事情，下游对靶材纯度的要求相当高。

一般来说，太阳能电池和平板显示器对靶材的要求是4N，集成电路芯片对靶材的要求是6N，纯度更高。 （4N就是99.99%，6N就是99.9999%）

溅射镀膜是代工厂商的事情，也就是台积电、中芯国际这类公司。

目前国内靶材厂商分为两类， 一类是内部负责金属提纯， 原材料是从金属粉末、金属、非金属、合金、化合物等材料开始，厂商自己提纯后再把靶材制作出来；

另一种是内部不负责金属提纯， 原材料从靶坯开始，厂商只负责焊接、机加、检测、清洗等工作将靶材制作出来。

（靶材厂商制作靶材工艺流程图 · 阿石创招股说明书）

靶材产业链的终端应用主要有5大类，分别是显示面板靶材（LCD）、半导体靶材、太阳能电池靶材（光伏）、磁记录靶材（机械键盘）、节能玻璃靶材。

这其中平板显示（28%）、记录媒体（30%）、和太阳能电池（27%）占大头，半导体用靶材（9%）比例较小。

04 靶材市场规模和前景

2020年全球靶材市场规模约为196亿美元，从2013年的75.6亿美元，上升至196亿美元，复合增速超14%。

我国溅射靶材市场规模从2013年106.3亿元上升至2020年337.38亿元，复合增速为17.94%。

并且预计到2026年，我国溅射靶材市场规模有望突破650亿元，年复合增速为11.55%。

再细分到靶材的每一个应用领域：

我国 显示面板靶材 市场规模从39.40亿元上升至165.89亿元，年均复合增长率22.8%；

记录媒体靶材 市场规模从53.50亿元上升至95.63亿元，年均复合增长率8.65%；

半导体靶材 市场规模从9.40亿元上升至29.86亿元，年均复合增长率17.95%；

太阳能电池靶材 市场规模从3.50亿元上升至37.54亿元，年均复合增长率40.35%。

从四大细分领域市场规模变化图里看，尽管部分数据是靠预测来的，但也可以很明显地看出我国靶材的市场规模增速没有明显的增加，一直保持稳定的速率增长。

而这其中半导体靶材和太阳能电池靶材的市场增速最快；

这主要是因为半导体和光伏市场近两年来的迅速发展所推动的。

从国内自给率来看，显示面板靶材自给率49.05%，记录媒体靶材自给率25.28%，半导体靶材自给率29.31%，

太阳能电池靶材自给率10.11%，也就是说半导体和太阳能电池未来的增速依旧会保持高增长。

05 靶材市场竞争格局

靶材和光刻胶一样，全球产能多集中在美日韩德手中，基本上以低端靶材国内自给，高端靶材依赖进口模式为主。

全球溅射靶材市场集中度很高，CR4高达80%，前四家厂商占据了整个市场的8成，这四家企业是：

JX日矿金属、霍尼韦尔、东曹、和普莱克斯。

2019年全球溅射靶材市场规模160亿美元左右，国内对靶材的总需求约在30%，也就是50亿美元，合计人民币325亿元；

国内头部企业合计营收在30~40亿美元， 国内自给率在10%左右。

这是我国未来靶材市场的机会所在，有90%的国产替代市场空间可以提升，而我国本土企业也正处在加速替代过程中。

在疫情的背景下，全球产能供不应求，国内厂商更是加快脚步抢占市场份额。

06 政策

国家对靶材整个行业也一直保持高度关注，从“八五”规划中提出在信息技术、新材料技术等领域安排一批专题研究项目，到去年的“十四五”中首次提出了研发“高纯靶材”等关键材料的发展方向。

纵观整个“十四五”规划对于集成电路的描述全集中在以下这段话里面提到了芯片设计、设备、IGBT、MEMS、存储芯片、第三代半导体、以及高纯靶材。

这充分地说明了国家对高纯靶材这一关键材料的重视，未来五年内高纯靶材会加速国产化。

具体到实际的政策利好方面，2021年3月份发布的对集成电路的支持政策中提到：

对国内不能生产或性能不能满足需求的原材料、消耗品的进口免征关税；

通俗来说就是进口不需要交关税了，这会大幅下降靶材制造商的成本。

07 相关公司

1.江丰电子：

公司自成立以来一直从事高纯溅射靶材的研发、生产和销售业务；

主要产品为各种高纯溅射靶材，包括铝靶、钛靶、钽靶、钨钛靶等。

目前，公司的超高纯金属溅射靶材产品已应用于世界著名半导体厂商的先端制造工艺，在7纳米技术节点实现批量供货。

2018~2020年度，江丰电子营业收入分别是6.5亿元、8.25亿元、11.67亿元。

2.有研新材：

公司旗下全资子公司有研亿金是国内规模最大、材料种类最齐全的高端电子信息材料研发制造企业；

产品包括全系列高纯金属材料、溅射靶材和蒸发镀膜材料；

其靶材产品主要包括铝及其合金靶材、钛靶、铜靶、钽靶等。

3.阿石创：

公司是国内PVD镀膜材料行业产品品种较为齐全、应用领域较为广泛、工艺技术较为全面的综合型PVD镀膜材料生产商；

主导产品为 溅射靶材和蒸镀材料 两个系列产品，已在平板显示、光学元器件、节能玻璃等领域得到广泛应用，并已研发出应用于太阳能电池、半导体等领域的多款产品。

下游客户包括蓝思科技、伯恩光学、宸鸿科技、爱普生、水晶光电等。

4.隆华科技：

公司全资子公司 四丰电子 是国内唯一一家实现完全替代进口、已量产供应高端钼靶材的企业；

主要产品包括高纯钼/铜/钛，系列靶材产品；

其中钼靶材已普遍应用于TFT-LCD行业平面溅射生产线；

四丰电子钼靶材在国内市场占有率已超过30%。

公司旗下子公司 晶联光电 成为国内唯一在TFT领域获得客户认可并开始批量供货的国产氧化铟锡（ITO）靶材服务商。

公司旗下子公司丰联科负责对靶材绑定，采用钎焊技术进行靶材绑定加工。

2018~2020年度，隆华科技营业收入分别是1.86亿元、2.30亿元、2.80亿元。

（特别说明：文章中的数据和资料来自于公司财报、券商研报、行业报告、企业官网、百度百科等公开资料，本报告力求内容、观点客观公正，但不保证其准确性、完整性、及时性等。文章中的信息或观点不构成任何投资建议，投资人须对任何自主决定的投资行为负责，本人不对因使用本文内容所引发的直接或间接损失负任何责任。）

钯碳回收，什么是靶材？贵金属靶材回收有哪些？

在做钯碳回收时有的时候，也会有人咨询废旧银靶材怎么处理，还有关于一些其它贵金属靶材废料的回收再利用的问题，比如钯靶材、铂靶材，金靶材等等。这篇文章就聊聊这方面的问题。在了解这些问题之前，首先要知道什么是靶材，靶材是做什么用的，靶材分类有哪些，使用过的贵金属靶材回收如何处理呢？

什么是靶材？

靶材是制备薄膜的主要材料之一，比如镀膜靶材，通过磁控溅射，在适当的工艺条件下，溅射在基体上形成各种所需功能薄膜的溅射源。当然还有其它镀膜工艺，比如真空离子镀膜、蒸发镀膜等等电镀工艺。根据所需求工艺应用的不同，对靶材的种类选择也不同。所以说得简单一点，靶材就是真空电镀材料炉里的靶，你也可以简单理解为电镀材料的一种。

靶材就材质分类而言分为三大类：

1. 金属靶材 2.陶瓷靶材 3.合金靶材

在这里我们就不一一例举出这几种靶材材料的具体分类 品种，我们主要讲下主要含有贵金属的几种靶材，比如银靶Au、钯靶Pd、铂靶Pt、金靶等各种含有贵金属的靶材。

什么是贵金属靶材

贵金属靶材就是采用精炼、粉末冶金、压延加工或熔化锻造制造而成的贵金属靶材材料。是主要应用于半导体器件、存储用的硬盘、平面显示器等的布线和制备薄膜用的贵金属溅射靶材材料。广泛应用于集成电路和大规模集成电路。还有一些合金靶材用于磁记录，比如CoPd、CoPt等。

在贵金属靶材中其贵金属的纯度都在99.99%以上主要应用在半导体行业与大规模的集成电路中，是电子信息产业中不可或缺的重要材料之一。比如金靶材应用于磁控溅射镀膜，SEM金靶材用于扫描电镜SEM设备。贵金属靶材就形态品种而言根据行业应用的不同有颗粒状、丝状、块状、片状等形状尺寸大小不一，根据行业需求都是可以定做的。

为什么贵金属靶材对纯度要求这么高呢？主要是因为在半导体产业中，小小的芯片要处理的东西越来越多了，随着工艺的发展对其纯度要求也越来越高了。因为靶材的结晶粒子直径和均匀性被认为是影响薄膜沉积率的关键因素。

贵金属靶材可以回收再利用吗？

贵金属靶材是可以回收再利用的，在加程中打穿的靶材或残料什么都是可以回收再利用的。比如金靶材、银靶材、钯靶材等都可以回收再利用。以ITO银靶材为例，生产加工时银靶材会被打穿，产生的丝状残料这些都是可以回收再利用的，废料上会沾染少量的铟，说是氧化用的，这种铟元素处理一下就可以了。所以含金、银、钯、铂、铑这些贵金属的靶材都可以回收再利用的，还有合金靶材之类的。

做靶材的材料人需要了解的金属材料的物理化学和力学性能有哪些？

本文中,我们将讨论金属材料的物理,化学和力学性能.金属材料的性能很多,不同的使用要求和使用环境,具有相应的性能要求.对于做靶材的材料人来说,具体需要了解的有以下几个重要部分:

金属材料的物理性质

这些特性主要是指熔点,导电性,导热性,密度,耐腐蚀性,磁特性等.

熔点,金属材料在缓慢加热的条件下,由固态开始熔化为液态时的温度,叫该金属的熔点,单位为摄氏度(℃).工业上常用的金属中,锡的熔点最低,为231.9℃,而钨的熔点*高,为3410℃,纯金属有固定的熔点.但大多数合金材料在熔化时,取决于它的成分.比如,铁碳合金,含碳量不同熔点也不同,即它们没有一个固定的熔点.掌握各种金属材料和合金的熔点,对我们金属和合金靶材的熔炼铸造具有很大的影响,并因此影响其应用.

导电性,是金属材料传导电流的能力.衡量金属材料导电能力的指标是电导率.电导率愈大,其导电性能就愈好.导电性以银较好,其次是铜和铝.金属材料的导电性还与温度有关.合金的导电性一般比纯金属差.当材料的横截面积及其他条件相同时,金属的导电性愈好,则电流通过时产生的热量就愈小,因而在输电过程中的电能损失就较小.金属中银的导电性较好,其次是铜铝.

导热性,用烙铁举例.木柄导热系数低,可抵抗热能流动;钻头是由铜制成的,它是良好的热导体,因此可以使存储在其中的热能容易地向下传播到尖端并进入被焊接的工件.这种,金属传导热量的能力叫导热性,导热性能的优劣一般用导热系数来表示金属材料,导热系数又称热导率;金属的导热性愈差,其加热或冷却时,部件表面和内部的温度差就愈大,由此产生的内应力就愈大,就愈易发生裂纹.一般来说,导电性好的材料,其导热性也好.银的导热性较好,其次是铜和铝.

密度,定义为材料每单位体积的质量;国际单位制和中国法定计量单位中,密度的单位为kg / m 3;相对密度是材料密度与4°C以下水的密度相比.

密度和相对密度的公式为:

密度(ρ)= 质量(m)/体积(V)

相对密度(d)= 材料密度/纯水在4°C的密度

利用密度的概念可以解决一系列实际问题,如计算毛坯的质量、鉴别金属材料等.

热膨胀性,就是金属升高温度时体积发生胀大的现象称为金属的热膨胀.衡量热膨胀性的指标称为热膨胀系数,热膨胀系数是指金属温度每升高1℃所增加的长度度与原来长度的比值.例如,在靶材的焊接绑定过程中,被焊的工件由于受热不均匀而产生不均匀的热膨胀,就会导致焊件的变形和焊接应力.

导磁性,金属被磁化或被磁力吸引的性能称为磁性.根据这种性能的不同,通常将金属材料分为铁磁材料、顺磁材料和逆磁材料三种.铁磁材料有铁、钴、镍等,它们在外磁场中能强烈被磁化.顺磁材料有锰、铬、钨、钼等,它们在外加磁场中只是微弱地被磁化.逆磁材料有铜、锡、铅、锌等,它们能抗拒或削弱外加磁场对材料本身的磁化作用.镀膜工业上应用较多的铁磁材料,需要考虑磁场屏蔽问题,尽量提高透磁率以满足溅射要求.

金属材料的化学性能

金属材料在室温或高温下,抵抗介质对它化学浸蚀的能力,称为金属材料的化学性能;金属材料的化学性能一般包括抗腐蚀性和抗氧化性等.

抗氧化性,是指金属材料在高温时抵抗氧化性气氛腐蚀作用的能力.

耐腐蚀性,金属材料抵抗各种介质(大气、酸、碱、盐)浸蚀的能力称为抗腐蚀性. 钽、铌等金属材料在这方面有突出表现,钽靶材溅射镀膜后能起到耐腐蚀作用,保护膜层的表面.

金属材料的力学性能

力学性能是指金属在外力作用,抵抗塑性变形和断裂的能力,金属材料的力学性能包括强度、屈服点、抗拉强度、延伸率、断面收缩率、硬度、冲击韧性等.

强度,材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力.材料单位面积受载荷称应力.

屈服点(σs),称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L.时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示.材料的屈服点是机械设计的主要依据之一,是评定金属材料质量的重要指标.

抗拉强度(σb)也叫强度极限,指材料在拉断前承受最大应力值.单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示.如铝锂合金抗拉强度可达689.5MPa.

延伸率(δ),金属材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比.工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料,如常温静载的低碳钢、铝、铜等;而把δ≤5%的材料称为脆性材料,如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等.

断面收缩率(Ψ),金属材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比.

冲击韧性(αk),金属材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2(J/cm2).用公式表示:

αk=Ak/F(J/cm2)

Ak---冲击试样所消耗的功,J;F---试样断口处横截面积,cm2.αk值越大,材料的韧性越好,在受到冲击时不容易断裂;反之,越大脆性.金属材料的冲击韧度、与温度有关,温度越低,冲击韧度值越小.

以上就是靶材是干什么的？的详细内容，希望通过阅读小编的文章之后能够有所收获！