溅射靶材市场研究论文

溅射靶材向大尺寸、高纯度化发展高纯金属溅射靶材主要应用在晶圆制造和先进封装过程,以芯片制造为例,我们可以看到从一个硅片变成一个芯片需要经历7大生产过程,分别是扩散(ThermalProcess),光刻(Photo-lithography),刻蚀(Etch)、离子注入(IonImplant),薄膜生长(DielectricDeposition)、化学机械抛光(CMP),金属化(Metalization),每个环节需要用到的设备,材料和工艺一一对应.溅射靶材就是被用在"金属化"的过程中,通过薄膜沉积设备使用高能的粒子轰击靶材然后在硅片上形成特定功能的金属层,例如导电层,阻挡层等.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,随着应用市场在薄膜产品或元件上的技术进步,溅射靶材也需要随之变化.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最高,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,同时也对溅射靶材的晶粒晶向控制提出了更高的要求.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(6N)纯度以上.靶材作为重点鼓励发展的战略性新兴产业,并出台产业政策,"十三五"提出,到2020年重大关键材料自给率达到70%以上,初步实现我国从材料大国向材料强国的战略转变.目前我国企业在靶材领域已陆续取得突破,在现在的经济背景下,国产靶材必将取得长足发展.

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。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，6N就是）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年亿元上升至2020年亿元，复合增速为。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。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亿元上升至亿元，年均复合增长率；记录媒体靶材市场规模从亿元上升至亿元，年均复合增长率；半导体靶材市场规模从亿元上升至亿元，年均复合增长率；太阳能电池靶材市场规模从亿元上升至亿元，年均复合增长率。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，记录媒体靶材自给率，半导体靶材自给率，太阳能电池靶材自给率，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亿元、亿元、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亿元、亿元、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。）

摘 要 随着现代勘探技术的发展，地质勘探的作用也越来越重要，它被用于很多的领域中。其中，地质勘探可以从工程地质勘探 、石油煤炭开采地质勘探等不 同的应用方面进行分 类。对 于每一个方向的运 用，都有相应的地质勘探技 术 ，为不同的应 用方 向进行研究提供 了一定的技术和理论指导 ，从 而建立新型 的地质勘探体 系，推进地质勘探技术的创新 ，促进 了我国地质勘探技术的发展。本文主要从工程地质勘探技术和石油煤炭地质勘探技术的概述、发展现状及发展趋势进行分析。关键词 地质勘探 技术 ；发展现状 ；发展趋势1 地质勘探技术的概述1．1工程地质勘探技术工程地质是一 门调查 、研究 、解决与人类活动和各种工程建筑有关 的地质问题的科学。工程建设中不可缺少的一部分就是工程地质勘探。随着勘探技术的发展 ，测量 、钻深等新技术、新方法 的运用 ，尤其是计算机的运用 ，使工程地质勘探的工作方法、质量标准等都有 了很大的进步，极大的推动了工程地质勘探技术的发展。一个工程的建设离不开工程地质勘探 ，它对工程制定方案和顺利的建设都有着不可替代的作用。1．2石油煤炭地质勘探技术石油煤炭地质勘探 主要是研究其形成和分布的基本规律、变化特征 、地质条件和一些勘探的技术 。石油煤炭勘探是在石油煤田普查 的基础上 ，进行的经济调查研究 、地质勘探工作。其中，石油煤炭开采技术的勘探是整个勘探工作 中的重要环节。2地质勘探技术的发展现状2．1工程地质勘探技术的发展现状工程地质勘探技术虽然有了很大的发展 ，但还是存在着一些问题，发展现状不是很乐观。主要表现在以下几个方面：1)工程地质勘探的质量问题。在工程地质勘探过程中，很多勘探的侧重点不 明确 ，勘探的针对性不强 ，勘探方法不正确 ，工程地质分析工作 中的计算公式与实际情况差别很大 ，从而使勘探的结论有误 。这些问题 的出现不仅会延误最佳的开发时机 ，还会给工程 留下一些隐患，严重影响了工程 的质量。2)工程地质勘探 的技术管理 问题 。一些工程单位提交 的勘探设计报告不是地质师写的 ，而且在编制人 中没有地质专业负责人 ，使得报告 中容易出现错误。这样会给总院审查增加难度 ，还会延误工程的报批时机。3)工程地质勘探的人员问题 。主要是 因为地质勘探需要优秀的技术人员，而在工程地质勘探 中，有一些人员不懂地质却提出不实际的勘探要求 ，有的对地质专业了解不透彻。这些都不利于工程地质勘探技术的发展。2．2石油煤炭地质勘探技术的发展现状我国的石油煤炭行业的集中度不高，开采相对比较分散，个体开采情况比较多，这样不仅会导致企业管理难度大，还不能保证石油煤炭的正常供 给。一些大型的石油煤炭企业的技术性 、安全性、可靠性都很有优势，要将其进行有效整合，国家要加强管理、统一规划 ，从而促进其发展。我 国石油煤炭地质勘探技术成果主要表现 以下几个方面 ：1)石油煤炭地质基础研究从传统地质走向了地球系统科学研究阶段。我国开展了华北 、华南地球的资源评价研究课题 ，对于我国的石油煤炭资源的赋存规律有了基本的掌握 ，而且还将层序地层理论和方法运用在石油煤炭的地层划分中，从而拓宽了地质研究的思路。2)石油煤炭资源综合勘探技术取得突破性进展。主要根据了我 国石油煤 田的地质特点 ，合理 的运用地质勘探的新技术 ，并且充分利用现代勘探理论 ，从而建立了具有中国特色的石油煤炭综合勘探体系。3)石油煤炭地质勘查信息化和 “3s”技术取得显著进展。在地质勘探的各个领域中，计算机技术起着不可替代的作用 ，因此使地质报告编制实现了数字化 、信息化 ，而且还利用了GIS，建立了我 国 《石油煤炭资源信息系统 》。此外 ，在石油煤炭资源评价中，还大量运用 了遥感技术 ，形成了石油煤炭遥感技术体系。高光谱技术和高分辨率卫星遥感图像技术也有显著的进展。石油煤炭地质勘探技术取得了很大的进步 ，但还存在着 以下问题需要解决 ：一是要解决中部能源基地中一些地形复杂的资源勘探技术问题，以及它所引起的水资源和环境问题；二是要加强西部地质研究 ，进一步提高资源勘探评价程度；i是要加强清洁石油煤炭技术的地质研究，为其清洁利用和环境保护提供一定的地质依据 ；四是要利用石油煤炭 的现代化开采，从而实现高产高效的生产 ；五是要加速石油煤炭的地质主流程信息化和资源信息化水平 。3地质勘探技术的发展趋势3．1工程地质勘探技术的发展趋势工程地质勘探技术虽然还存在着一些缺陷，面临着挑战，但是其发展趋势还是很乐观 ，存在着很多机遇 。因此 ，要尽量解决存在的问题 ，不断的创新 ，促进工程地质勘探技术的快速发展 。首先 ，要分清地质勘探的各项责任。即总院要负责工程地质勘探和一些技术管理 问题 ；各地方部 门要 负责好勘探 的合理周期 ，安排专业的勘探人员 ，不断采用新的勘探技术和设备 ，从而促进工程地质勘探技术的突破性发展。其次，工程地质勘探要抓住机遇，迎接挑战 ，培养优秀的地质勘探技术人员 ，不断的推动技术革新，促进勘探技术的进步和勘探结果的创新。3．2 石油煤炭地质勘探技术的发展趋势只有明确 目标 ，加大力度 ，依靠先进 的科学技术 ，提高地质勘探的精度 ，保障地质勘查 的质量 ，才能推进石油煤炭地质勘探技术的创新。我们要沿着 “加强石油煤炭地质勘探 的基础研究 ，最大限度 的发现新的资源 ；不断加大资源综合勘探技术的创新力度 ，满足人们 对资源的需求 ；改 革石 油煤 炭地质勘探的科技体制 ，培养新型的精干高效 的地质技术创新队伍 ”这一基本思路 ，实现石油地质勘探技术的可持续发展。1)大力发展石油煤炭资源的综合勘探技术。要加强多元地质信息符合技术 的研究 ，建立高精度 的地质模型 ，从而提高地质勘探的精度 ，为地质报告研究提供一定的依据。2)组织开展新一轮的石油煤炭资源评价 。要运用新的地质理论和资源评价方法，研究并制定出一套科学的石油煤炭资源的评价理论和方法，并且要多开展一些基础评价 ，强调石油煤炭资源的用途，正确认识我国石油煤炭资源的潜力，建立石油煤炭资源的信息系统 ，不断促进石油煤炭地质勘探技术的革新，促进我国地质勘探技术的发展。3)加强清洁石油煤炭技术的地质基础研究。其核心技术是洁净煤技术 ，与煤岩学、煤化学等基础理论结合在一起 ，并且利用地质地球化学 的角度进行分析 ，从而为勘探技术 的改进提供一定的依据。4)推进石油煤炭地质信息和3s技术产业化。发展石油煤炭地质勘查的主流程信息化，实现地质勘探技术的采集、研究的信息化 。加强高分辨率卫星图以及数字宇航摄技术的运用 ，促进地质范围以内，密度全部大于3．29g／cm ，相对密度大于95．7％。表面上的颜色一致均匀 ，没有任何斑点。2)相分析。通过x射线衍射检验说明 ，试块样 品中可能含有ZnS(2H—f0r珊)、ZnS(10H+8H)、磷石英和方石英相 ，没有出现其它杂峰。靶材 中各相组成均达到了镀膜的要求 。3)热等静压适用工艺制度 ：加压介质是氩气。加热时温度为1100℃，压强是 120MPa，一个小时的保温保压。4)热压 较好 的工艺制度 ：室内温度到 1050~C之间 ，每分钟2℃一5。c升温速度 ，开始在600~C时加压 ，30分钟的保温保压之后直接进行卸压。4结束语本文简要介绍了电子靶材的热等静压与热压工艺 ，经过研究两种工 艺都能够生产出符合要求的靶材 ，满足 了使用溅射 的要求。参考文献[1]努力古．溅射靶材的制备及发展趋势[J]．新疆有色金属，2008，5．【2】刘志坚．溅射靶材的应用及制备初探fJ】．南方金属，2009，6．作者简介陈卫 飞 (1978一 )，男 ，湖南株洲人 ，本科 ，工程师 ，研究方 向ITO、靶材、有色金属材料。量 的增加和产品流通的活跃 ，我市农产品市场流通体系已远远不能满足市场需要 ，销售渠道单一 ，冷藏、储运设备落后 ，制约 了产品外销市场的拓展。建议在市场建设，预冷库、冷藏车配备以及品牌打造等方面给予大力扶持。3)支持建设市级农产品质量安全检测中心 。农产品质量安全事关 民生 ，事关农业发展和农 民增收的大事 。但是 ，固原市农产品质量安全检测工作 由于检测设备简陋 ，检测人员水平低 ，经费不足 ，农产 品质量安全还存在着很大 隐患 ，建设固原市农产 品包括畜产品为一体的农产品质量安全检测中心势在必行。建议 自治区支持建设 固原市市级农产品质量安全检测中心。以开展质量安全监测监控，保证品牌农产品质量安全 。参考文献【1宁夏中部干旱带及南部山区设施农业发展建设规划【M】．[2]固原市设施及旱作节水农业发展规划[M]．作者简介孙丽琴 (1968一 )，原州区人，宁夏大学农学系本科 ，1986年参加工作时间，现为农艺师，从事农业技术推广工作 。勘探技术 的发展。4结束语总而言之 ，地质勘探技术对矿产资源 、能源资源的勘探具有着重要的作用，直接影响着资源的勘探 、开发和综合利用。虽然我国的地质勘探技术在短时间内取得了巨大的进步 ，研究了一系列地质勘探工程的新技术 、新方法、新设备。但我们还要意识到其存在的问题，要通过一些具体措施，使我国的地质勘探技术走向更加完善的发展趋势 ，从而不断满足我国经济快速发展对资源、能源的需求。参考文献[1]定武．谈现行地质勘探工作改革的几个问题册．地质与勘探，2OlO，4．【2】王树江．浅谈地质勘探技术发展啊．民营科技，2010，10[3】姚振义．煤 田地质与勘探方法阴．中国矿业出版社，2Ol1,6．