靶材是溅射薄膜制备的源头材料，又称溅射靶材，特别是高性能溅射靶材应用于电子元器件制造的物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）工艺，是制备半导体晶圆、显示面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。
溅射工艺最早起源于国外。起初溅射过程具有工作气压高、溅射基体温升高、溅射沉积速率低等缺点，不满足工业化生产的条件。自20世纪80年代以来，随着辅助电极、磁控溅射、脉冲电源等新技术的应用，溅射工艺优势逐步显现，应用范围不断拓宽。目前溅射工艺已广泛应用于各种薄膜材料的工业化制备，是目前主流的镀膜方法。
二、靶材行业类型
靶材有中低端和高端之分：中低端靶材有建筑玻璃镀膜靶材、发热膜和热反射膜靶材，应用包括部分传统的汽车显示屏、部分仪器仪表的显示；高端靶材主要用于平面显示、集成电路半导体、太阳能光伏以及磁记录和光记录等领域，尤其用于大面积、大规格的TFT-LCD、OLED等领域，具备高密度、高纯度、高均匀性等特点。
平面显示面板生产是靶材当前的主要需求领域。在平面显示面板的生产工艺中，玻璃基板要经过多次溅射镀膜形成玻璃，加工组装用于生产LCD面板、OLED面板等。触控屏（TP）的生产，则还需将玻璃进行加工处理、经过镀膜形成电极，再与防护屏等部件组装加工而成。一般而言，靶材在显示面板全部成本中的占比接近50%。
太阳能光伏电池是靶材未来需求的增长点。目前市场主要需求在异质结电池。异质结电池（HIT）在制备透明导电膜阶段需要应用靶材，其生产成本低、转化效率高，有助于进一步提升对靶材的市场需求。
与溅射靶材整体的情况类似，前期靶材制备几乎由日、韩垄断，代表企业有JX金属、三井矿业、东曹、韩国三星等，其中日矿和三井两家几乎占据了高端TFT-LCD市场用靶材的绝大部分份额和大部分的触控屏面板份额，中国靶材供应超一半左右依赖进口。本土厂商生产的靶材主要供应中低端市场，约占国内30%的市场份额；而高端TFT-LCD、触控屏用靶材主要依赖日、韩进口，进口比例约占国内70%的市场份额。
与此同时，国内溅射靶材领域内部分优势企业正逐渐突破溅射靶材的关键技术，已进入到国内下游知名企业的供应链体系，从试样、小批量生产到批量生产供应，在靶材的关键技术上已逐步接近或达到国外厂商的技术水平，正逐渐改变国内高端平面显示用靶材产品长期依赖进口的局面。
三、靶材行业发展历程
在行业发展初期，溅射靶材及配套镀膜设备均为国外厂商提供。由于国外溅射靶材厂商与设备厂商具有长期配套磨合的经验，靶材在使用过程中的溅射效果能够充分满足下游客户的需求，具有较强的先发优势及竞争优势。因此，全球溅射靶材的研发及生产主要集中于美国、日本及德国等国家的少数公司，产业集中度较高。经过几十年的技术积淀，这些国外厂商凭借其雄厚的技术力量、精细的生产控制和过硬的产品质量居于全球高端溅射靶材市场的主导地位。
受到发展历史及技术限制的影响，我国溅射靶材行业起步较晚，目前多数溅射靶材企业产品仍主要应用于下游的中低端产品，高端溅射靶材产品则多为国外进口。全球溅射靶材市场中主要的四家企业JX金属、霍尼韦尔、东曹和普莱克斯，合计垄断了全球约八成的市场份额。近年来，随着平面显示、半导体等制造产业产能向国内不断转移，国内溅射靶材需求已占到全球需求的约三成以上，随着包括疫情在内的周边和国际环境的变化，实现国内重点行业关键设备核心材料的自主可控具有必要性。
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性能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，为高性能溅射靶材的大规模产业化生产提供了良好的研发基础和市场化条件。
四、靶材行业产业链
溅射靶材产业链主要包括金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端应用等环节，其中，靶材制造和溅射镀膜环节是整个溅射靶材产业链中的关键环节。高纯溅射靶材制造环节技术门槛高、设备投资大，具有规模化生产能力的企业数量相对较少，主要分布在美国、日本等国家和地区，其中，部分企业同时开展金属提纯业务，将产业链延伸到上游领域；部分企业只拥有溅射靶材生产能力，高纯度金属需要上游企业供应。尤其是半导体用溅射靶材领域，是一个被由美国和日本的少数公司（日矿金属、霍尼韦尔、东曹、普莱克斯）等跨国公司垄断的行业。
图表1：靶材行业产业链分析
1、产业链上游情况
靶材纯度要求高，其中薄膜太阳能电池与平板显示器要求纯度为4N，集成电路芯片要求纯度为6N。
金属提纯的主要方式有化学提纯与物理提纯，化学提纯主要分为湿法提纯与火法提纯，通过电解、热分解等方式析出主金属。物理提纯则是通过蒸发结晶、电迁移、真空熔融法等步骤提纯得到主金属。
全球范围内高纯金属产业集中在美国、日本等国家，国产靶材的大部分高纯原料依赖进口，铜钛铝小部分可以自给。挪威海德鲁是全球5N5级高纯铝最大的公司。
全球范围内，高纯金属产业集中度较高，美国、日本等国家的高纯金属生产商依托先进的提纯技术在整个产业链中居于十分有利的地位，这也是国外得以寡占靶材市场的重要原因。
2、产业链中游情况
产业链中游主要包括靶材制造和溅射镀膜两大环节。针对靶材制造环节，靶材制造涉及的工序繁多，技术门槛高、设备投资大，具有规模化生产能力的企业数量相对较少。目前全球靶材制造业，尤其是高纯度靶材市场，主要份额集中在海外巨头手中。美日龙头企业在掌握核心生产技术后，实施严格保密措施来限制技术外泄，并通过扩张整合把握全球溅射靶材市场的主动权，先发优势明显。
针对溅射镀膜环节，镀膜的主要工艺有物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）。PVD技术是目前主流镀膜方法，其中的溅射工艺在半导体、显示面板应用广泛；CVD技术主要通过化学反应生成薄膜，在高温下把含有薄膜元素的一种或几种气相化合物或单质引入反应室，在衬底表面上进行化学反应生成薄膜。在溅射镀膜过程中，溅射靶材需要安装在机台中完成溅射反应，溅射机台专用性强、精密度高。溅射镀膜市场长期被美国、日本跨国集团垄断，是集成电路和显示面板不可或缺的环节之一。
3、产业链下游情况
根据数据显示，按照应用领域分类，靶材下游应用领域包括半导体芯片、平板显示器、太阳能电池、信息存储、工具改性、电子器件和其他领域。半导体芯片、平板显示、太阳能电池和信息存储为高纯溅射靶材的四大应用领域，合计占比达94%。其中，半导体芯片对溅射靶材的金属材料纯度、内部微观结构等方面都设定了极其苛刻的标准，技术要求最高，认证过程最为严格。
（1）半导体：
半导体是对靶材要求纯度最高的领域，也是目前国产化率最低的一个领域。主要在晶圆制造和芯片封装两个环节使用，其中介质层、导体层、保护层都要使5N级以上纯度的靶材溅射镀膜，先进制程要求更高纯度的金属。
全球半导体靶材市场规模与全球半导体材料市场规模变化趋势相近，据数据统计，靶材在晶圆制造和封测规模成本占比约为2.7%。2020年全球半导体靶材市场规模达15.67亿美元，我国半导体靶材市场规模约29.86亿元，日美厂商垄断90%的芯片靶材市场份额。
（2）平板显示
在全球面板行业的几轮大周期中，产业链在变迁中重新分布，以低成本、高质量的优势，国内快速推进LCD面板国产化，逐步抢占三星、LG等市场份额，上游原料端的国产化率持续提升。面板面积稳定增长，中国份额逐步提高，推动国内靶材市场更快增长。2020年全球平板显示靶材市场规模约52亿美元，复合增速约8%。国内市场规模约165.9亿元，复合增速约20%，全球占比约47%。
（3）光伏领域
靶材在光伏领域主要用于薄膜电池和HJT电池，潜在需求值得期待。
薄膜市场主要由美国FirstSolar占据，出货量经历多年停滞甚至萎缩后，近年来随着新一代产品的成本大幅下降，2019年FirstSolar公司组件产量大幅增长112%至5.7GW。薄膜太阳能电池具有衰减低、重量轻、材料消耗少、制备能耗低、适合与建筑结合（BIPV）等特点，依然是光伏市场的重要补充。
HJT电池在当前商业化及准商业化组件中转化效率最高，目前处于中试或小规模量产阶段，随着规模化生产及国产设备替代降本可期，按《中国光伏产业发展路线图》》HJT市场占比预计稳步提高，从而拉动靶材需求。
（4）磁材记录靶材
磁信息存储、磁光信息存储和全光信息存储等。在光盘、机械硬盘等记录媒体，需要用铬基、钴基合金等金属材料。从市场格局看，该领域市场主要在海外。记录靶材目前被东曹、贺利氏等海外企业占据，国内生产企业数量和产能有限。
目前，机械硬盘（HDD）在一般消费领域逐渐被速度更快半导体存储固态硬盘（SSD）替代，但机械硬盘容量大、价格低、写入次数不限、数据恢复简单，在服务器、数据中心等领域优势无可替代。
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