集成电路|行业洞察丨溅射靶材迎市场爆发窗口，国产替代至少10倍空间集成电路

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【集成电路|行业洞察丨溅射靶材迎市场爆发窗口，国产替代至少10倍空间】2019 年，韩国与日本之间爆发过一次争端，日本方面宣布对韩国禁运，包括光刻胶在内的三种重要化学品要出口审查，韩国随即启动国产化项目，然而2年后依然不能摆脱对日本的依赖。2021年8月初，某券商分析师与中芯国际光刻胶负责人的一番争执，不仅让整个半导体板块出现波动，也让光刻胶又一次站在了风口浪尖。
作为半导体核心材料之一，光刻胶和光刻机相互配套，共同决定着芯片制造的工艺水平，因此一直以来都饱受关注。不过在半导体核心材料领域，除了光刻胶之外，其他的材料在产业中也发挥着重要作用，包括硅片、光掩膜、电子特气、抛光液，以及我们本期的主角——靶材。

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靶材：薄膜制备的主要材料
随着信息技术的飞速发展，要求集成电路的集成度越来越高，电路中单元器件尺寸不断缩小。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、导体层甚至保护层都要用到不同特性的薄膜材料。而溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，它利用离子源产生的离子，在真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面，被轰击的固体即为溅射靶材。

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靶材由“靶坯”和“背板”焊接而成。（1）靶坯是高速离子束流轰击的目标材料，属于溅射靶材的核心部分，涉及高纯金属、晶粒取向调控。在溅射镀膜过程中，靶坯被离子撞击后，其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜；（2）背板起到主要起到固定溅射靶材的作用，涉及焊接工艺。由于高纯度金属强度较低，而溅射靶材需要安装在专用的机台内完成溅射过程。机台内部为高电压、高真空环境，因此，超高纯金属的溅射靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺进行接合，背板需要具备良好的导电、导热性能。
如果从微观层面去观察，细致到原子层级的粒子交换，将高纯金属板、柱转换成厚度为纳米/微米级别的功能性薄膜材料，溅射镀膜工艺的过程可以说美轮美奂。

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应用：面板、芯片、光伏
靶材的产业链基本呈金字塔分布，分为金属提纯、靶材制造、溅射镀膜、终端应用四个环节，其中溅射镀膜是整个产业链中技术要求最高的环节，终端应用环节是整个产业链中规模最大的领域。

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在终端应用领域，高纯溅射靶材集中应用于平板显示、信息存储、太阳能电池、芯片四个场景，合计占比达94%。
（1）芯片靶材是制造集成电路的关键原材料，也是技术要求最高的靶材。从技术要求来看，半导体靶材要求超高纯度金属、高精密尺寸、高集成度等，往往选取高纯铜、高纯铝、高纯钛、高纯钽、铜锰合金等，集成电路芯片通常要求铝靶纯度在5N5以上。
（2）平板显示靶材的原材料有高纯度铝、铜、钼等，还有掺锡氧化铟（ITO），主要用于高清电视、笔记本电脑等。平板显示靶材技术要求高，它要求材料高纯度、面积大、均匀性好。平板显示靶材通常要求铝靶纯度在5N以上。