国内溅射靶材行业发展现状

聂鹏

摘 要：溅射镀膜是指物体被离子撞击时，被溅射飞散出，因被溅射飞散的物体附着于目标基板上而制成薄膜的过程。溅射靶材就是高速荷能粒子轰击的目标材料。溅射靶材的质量对溅射薄膜的品质具有重要影响，针对这个问题，本文主要介绍国内磁控溅射靶材的行业发展状况。

关键词：溅射；靶材；行业发展；竞争格局

一、国内靶材行业发展现状概述

受到发展历史和技术限制的影响，溅射靶材行业在国内起步较晚，目前仍然属于一个较新的行业。与国际知名企业生产的溅射靶材相比，国内溅射靶材研发生产技术还存在一定差距，市场影响力相对有限，尤其在半导体芯片、平板显示器、太阳能电池等领域，全球高纯溅射靶材市场依然被美国、日本的溅射靶材生产厂商所控制或垄断。随着溅射靶材朝着更高纯度、更大尺寸的方向发展，国内溅射靶材生产企业只有不断进行研发创新，具备较强的产品开发能力，研制出适用不同应用领域的溅射靶材产品，才能在全球溅射靶材市场中占得一席之地。

半导体芯片、平板显示器、太阳能电池等下游工业对产品的品质和稳定性等方面有较高的要求，为了严格控制产品质量，下游客户尤其是全球知名厂商在选择供应商时，供应商资格认证壁垒较高，且认证周期较长。国内高纯溅射靶材企业要进入国际市场，首先要通过部分国际组织和行业协会为高纯溅射靶材设置的行业性质量管理体系标准。下游客户往往还会根据自身的质量管理要求再对供应商进行合格供应商认证。认证过程主要包括技术评审、产品报价、样品检测、小批量试用、批量生产等几个阶段，认证过程相当苛刻，从新产品开发到实现大批量供货，整个过程一般需要2-3年时间。为了降低供应商开发与维护成本，保证产品质量的持续性，溅射靶材供应商在通过下游客户的资格认证后，下游客户会与溅射靶材供应商保持长期稳定的合作关系，不会轻易更换供应商，并在技术合作、供货份额等方面向优质供应商倾斜。

近年来，受益于国家从战略高度持续地支持电子材料行业的发展及应用推广，我国国内开始出现少量专业从事高纯溅射靶材研发和生产的企业，并成功开发出一批能适应高端应用领域的溅射靶材，为高纯溅射靶材大规模产业化提供了良好的研发基础和市场化条件。通过将溅射靶材研发成果产业化，积极参与溅射靶材的国际化市场竞争，我国溅射靶材生产企业在技术和市场方面都取得了长足的进步，改变了高纯溅射靶材长期依赖进口的不利局面。

二、行业技术水平及特点

1、技术水平及特点

先进技术是保证行业快速发展的重要条件。高纯溅射靶材制造是一个多学科知识综合运用、先进技术和手段融合的高科技行业，涉及金属提纯、材料科学、信息技术等领域融合应用，技术含量丰富。半导体芯片是高纯溅射靶材的主要应用领域之一，对溅射靶材的技术要求苛刻。

近年来，随着信息技术的飞速发展，对高纯溅射靶材提出了新的技术挑战，溅射靶材中的晶粒、晶向对溅射薄膜的制备和性能有很大的影响，溅射靶材的晶粒、晶向主要通过反复的塑性变形、热处理工艺进行调整和控制[1]，为了保证薄膜质量及参数的一致性，必须对溅射靶材加工过程进行精细控制，保证同一靶材微观结构的均质性以及不同批次靶材之间质量的稳定性。

2、技术发展趋势

（1）提高溅射靶材利用率

由于濺射离子不规则的作用关系，溅射靶材在溅射过程中容易产生不均匀的冲蚀现象，从而造成溅射靶材的利用率普遍偏低。近年来，通过改善溅射机台和加强产品研发，使得溅射靶材的利用率有所提高，但仍然有很大的提升空间。

（2）精确控制溅射靶材晶粒晶向

当溅射靶材受到高速度能的离子束流轰击时，由于溅射靶材内部空隙内存在的气体突然释放，造成大尺寸的溅射靶材微粒飞溅，这些微粒的出现会降低溅射薄膜的品质甚至导致产品报废。在溅射过程中，溅射靶材中的原子容易沿着特定的方向溅射出来，而溅射靶材的晶向能够对溅射速率和溅射薄膜的均匀性产生影响，终决定产品的品质，因此，获得一定晶向的靶材结构至关重要。

（3）溅射靶材大尺寸、高纯度化发展

溅射靶材的技术发展趋势与下游应用领域的技术革新息息相关。在下游应用领域中，半导体产业对溅射靶材和溅射薄膜的品质要求高，随着更大尺寸的硅晶圆片制造出来，相应地要求溅射靶材也朝着大尺寸方向发展。溅射薄膜的纯度与溅射靶材的纯度密切相关，为了满足半导体更高精度、更细小微米工艺的需求，所需要的溅射靶材纯度不断攀升，甚至达到99.9999%（6N）纯度以上。

三、行业竞争格局

跨国公司竞争优势明显，随着半导体工业技术创新的不断深化，以美国、日本为代表的半导体厂商需要加强对上游原材料的创新力度，从而大限度地保证半导体产品的技术先进性，因此，美国、日本的半导体工业相继催生了一批高纯溅射靶材生产厂商，并于当前居于全球市场的主导地位[2]。以美国、日本为代表的高纯溅射靶材生产企业便对核心技术执行严格的保密措施，导致溅射靶材行业在全球范围内呈现明显的区域集聚特征，生产企业主要集中在美国和日本。全球范围内，霍尼韦尔、日矿金属、东曹、普莱克斯、住友化学、爱发科等资金实力雄厚、技术水平领先、产业经验丰富的跨国公司居于全球高纯溅射靶材行业的领导地位，主导着全球溅射靶材产业的发展，推动行业技术的进步。

国内专业厂商兴起，与跨国公司的差距逐步缩小。国内市场中，高纯溅射靶材产业起步较晚。受到技术、资金和人才的限制，国内专业从事高纯溅射靶材的生产厂商数量仍然偏少，企业规模和技术水平参差不齐，市场尚处于开拓初期，主要集中在低端产品领域进行竞争，在半导体芯片、液晶显示器和太阳能电池等市场还无法与国际巨头全面抗衡，但是依靠产业政策导向、产品价格优势已经在国内市场占有一定的市场份额，并逐步在个别产品或领域挤占国际厂商的市场空间。目前，国内高纯溅射靶材生产企业已经逐渐突破关键技术门槛，拥有了部分产品的规模化生产能力，形成了以江丰电子、有研新材等为代表的专业从事高纯溅射靶材的生产商，正在经历高速发展时期，上升势头较快，打破了溅射靶材核心技术由国外垄断、产品供应完全需要进口的不利局面，不断弥补国内同类产品的技术缺陷，进一步完善溅射靶材产业发展链条，并积极参与国际技术交流和市场竞争。

参考文献：

[1]金永中，刘东亮，陈建.溅射靶材的制备及应用研究[J].四川理工学院学报，2005（03）：26-28.

[2]张青来，贺继弘.溅射靶材综述[J].上海钢研，2002（04）：31-42.