薄(bao)膜晶体管(guan)液晶显(xian)示(shi)器(TFT-LCD)具(ju)有(you)轻(qing)薄、功(gong)耗(hao)低(di)、成(cheng)本低等优点(dian)，其相(xiang)关产(chan)品(pin)已经深(shen)入(ru)社会生(sheng)活(huo)的(de)方方面(mian)面，从智(zhi)能(neng)手(shou)机、平板(ban)电(dian)脑(nao)到大尺(chi)寸(cun)液(ye)晶电(dian)视(shi)等(deng)，TFT-LCD大约占(zhan)80%以(yi)上的显示面(mian)板(ban)市场(chang)份(fen)额(e)。这类(lei)显示(shi)面板(ban)是(shi)由(you)大量(liang)的(de)液(ye)晶显示(shi)单(dan)元阵(zhen)列(lie)组(zu)成(如4K分(fen)辨率(lv)的屏幕(mu)含有800多万个显(xian)示单元(yuan)阵(zhen)列(lie))，而(er)每一(yi)个(ge)液晶(jing)显示单(dan)元，都(dou)由一个(ge)单(dan)独的薄膜晶(jing)体(ti)管(guan)(TFT)所(suo)控制和(he)驱(qu)动，如图1所(suo)示。
薄(bao)膜晶体(ti)管(guan)阵(zhen)列(lie)的制(zhi)作(zuo)原(yuan)理，是在(zai)真空(kong)条(tiao)件(jian)下(xia)，利(li)用(yong)离(li)子(zi)束(shu)流(liu)去(qu)轰击(ji)固(gu)体，使(shi)固(gu)体表(biao)面(mian)的(de)原(yuan)子(zi)电(dian)离后(hou)沉积(ji)在玻璃基(ji)板(ban)上(shang)，经过(guo)反(fan)复多次的“沉(chen)积+刻蚀”，一层(ceng)层(一(yi)般(ban)为(wei)7-12层(ceng))地(di)堆积(ji)制(zhi)作(zuo)出薄膜晶(jing)体(ti)管(guan)阵(zhen)列。这种被轰(hong)击的固体(ti)，即用溅射法(fa)沉(chen)积薄(bao)膜(mo)的(de)原材料(liao)，就被(bei)称作(zuo)溅射(she)靶(ba)材(cai)。
1、靶材(cai)分类(lei)
用于制作(zuo)薄(bao)膜晶体管液晶(jing)显示(shi)面(mian)板(ban)的金(jin)属靶(ba)材，以铝靶(ba)、铜靶(ba)、钼(mu)靶和(he)钼(mu)铌(ni)合(he)金(jin)靶为主，部(bu)分平(ping)板显(xian)示(shi)企(qi)业也会用(yong)到钛(tai)靶(ba)、钽(tan)靶(ba)、铌(ni)靶、铬靶以及(ji)银靶(ba)等(deng)。但由(you)于各家(jia)企(qi)业所(suo)采用的(de)溅射(she)工(gong)艺(yi)不(bu)同(tong)，其所(suo)选(xuan)的溅(jian)射靶材(cai)也(ye)有(you)区(qu)别，例如(ru)，京(jing)东(dong)方用铜靶(ba)、铝(lv)靶、钼(mu)靶(ba)和(he)钼铌(ni)靶(ba)，韩(han)国(guo)三星用钽靶(ba)、钛靶(ba)，但(dan)不用钼(mu)铌靶，中(zhong)电(dian)熊猫(mao)用钛(tai)靶(ba)，但不用钼靶(ba)、钽靶(ba)等。本(ben)文(wen)主(zhu)要以(yi)铝靶(ba)、铜(tong)靶(ba)、钼(mu)靶以(yi)及(ji)钼铌合金(jin)靶(ba)为(wei)主(zhu)要(yao)研(yan)究讨(tao)论(lun)对(dui)象，具体(ti)如(ru)图2所(suo)示。
2、供应格局
(1)铝靶(ba)：目前国内(nei)液(ye)晶(jing)显示(shi)行业用(yong)铝靶(ba)材(cai)主(zhu)要被(bei)日(ri)资企(qi)业主(zhu)导。
外企(qi)方面：爱发科电(dian)子(zi)材料(苏(su)州(zhou))有限(xian)公司大约占据(ju)国内(nei)50%左(zuo)右的(de)市(shi)场份(fen)额。其(qi)次(ci)，住(zhu)友化(hua)学也占有一(yi)部(bu)分市场份(fen)额(e)。
国(guo)产方(fang)面(mian)：江丰(feng)电(dian)子(zi)从2013年(nian)左右开始介(jie)入(ru)铝靶(ba)材，目前已大批(pi)量供(gong)货(huo)，是(shi)国产化(hua)铝靶材的龙头(tou)企业。另(ling)外(wai)，南(nan)山铝(lv)业(ye)、新(xin)疆众和(he)等企业(ye)也具(ju)备(bei)高(gao)纯铝(lv)的(de)生(sheng)产能(neng)力。
(2)铜靶(ba)：从(cong)溅(jian)射工艺(yi)的发展(zhan)趋(qu)势上来讲(jiang)，对铜靶材(cai)的(de)需(xu)求(qiu)比(bi)例一直(zhi)在逐(zhu)步增加，加之(zhi)，近几年(nian)国(guo)内液晶显(xian)示(shi)行(xing)业(ye)的(de)市(shi)场(chang)规(gui)模(mo)一(yi)直(zhi)在(zai)不(bu)断(duan)扩(kuo)大，因此(ci)，平(ping)板(ban)显(xian)示(shi)行(xing)业(ye)对(dui)铜(tong)靶(ba)材的(de)需求(qiu)量将继(ji)续(xu)呈上升趋(qu)势(shi)。
外(wai)企(qi)方(fang)面(mian)：爱(ai)发科(ke)电(dian)子(zi)材料(liao)(苏(su)州(zhou))有(you)限公(gong)司几(ji)乎(hu)垄断(duan)着(zhe)国内(nei)铜靶材市(shi)场(chang)，市(shi)场占(zhan)有(you)率在(zai)80%以上(shang)，且(qie)该公司近(jin)几年(nian)营收(shou)的增(zeng)加额(e)，主(zhu)要(yao)来(lai)自于(yu)铜靶(ba)材(cai)销(xiao)量的(de)增(zeng)加(jia)。
国产方面：有研新(xin)材具(ju)备(bei)高(gao)纯铜原(yuan)料(liao)生产(chan)能力(li)，但(dan)没(mei)有液晶显示行(xing)业用(yong)的(de)条(tiao)形靶材(cai)生产(chan)线(xian)，目(mu)前主(zhu)要(yao)致力于(yu)半导体行业(ye)用圆(yuan)形(xing)靶(ba)材(cai)生(sheng)产；洛(luo)铜(tong)集团具备高纯铜(tong)生(sheng)产能(neng)力(li)但(dan)不(bu)生产靶材(cai)，且高纯铜原(yuan)料(liao)价(jia)格和进口原(yuan)料相(xiang)比(bi)，在价(jia)格方(fang)面(mian)无(wu)明(ming)显竞(jing)争(zheng)优势(shi)；江(jiang)丰电子引(yin)进海(hai)外(wai)高端人才(cai)，致力于(yu)开发(fa)高纯(chun)铜(tong)原(yuan)料(liao)和铜(tong)靶(ba)材，即(ji)将(jiang)批(pi)量(liang)生产(chan)。
(3)钼靶：钼靶具体又分为条靶、宽(kuan)靶(ba)和管(guan)靶3种，其中(zhong)，4.5代、5.5代和6代线(xian)一(yi)般使(shi)用宽(kuan)幅钼(mu)靶(ba)，而8.5代及(ji)以上(shang)世代线用使(shi)用(yong)组(zu)合条(tiao)靶或(huo)管靶。
组合条(tiao)靶(ba)：
外(wai)企方面：国(guo)外(wai)的奥(ao)地利攀时(shi)、德国(guo)世(shi)泰(tai)科(ke)、日(ri)本爱发科(ke)等(deng)企业已基本退(tui)出(chu)了(le)这部(bu)分市场。
国(guo)产方面(mian)：国内(nei)钼(mu)靶材(cai)企(qi)业主要(yao)集中(zhong)在洛(luo)阳(yang)地(di)区(qu)，其中，隆华(hua)节能下(xia)属的洛阳(yang)高新(xin)四(si)丰(feng)电子(zi)材(cai)料有限(xian)公司占(zhan)据(ju)了国内(nei)60%多的(de)市(shi)场份额，另外，洛阳高(gao)科钼钨(wu)材料(liao)有(you)限(xian)公司(si)占(zhan)据了国内大约(yue)10%左右(you)的(de)市(shi)场份额(e)。
宽幅钼靶(ba)：
外企(qi)方面：国(guo)外(wai)的(de)攀(pan)石(shi)、世泰科等企业(ye)基本(ben)垄(long)断(duan)着(zhe)国内宽幅(fu)钼靶(ba)材市(shi)场(chang)。
国产方面：截(jie)止2017年(nian)底，国产(chan)化(hua)的(de)宽幅钼靶(ba)材(cai)尚未(wei)在液(ye)晶显示面板生(sheng)产中(zhong)获(huo)得(de)实(shi)际(ji)应用。但国内多家企(qi)业正(zheng)在积极(ji)试制(zhi)和(he)验(yan)证，预(yu)计2018年(nian)应(ying)该能够实(shi)现(xian)国(guo)产化(hua)应用(yong)。
其中，洛(luo)阳高(gao)新四(si)丰电子(zi)材料(liao)有限公(gong)司(si)已于2017年(nian)3月(yue)31日召(zhao)开宽靶(ba)技术(shu)鉴定(ding)会(hui)，但尚未(wei)在下(xia)游企业(ye)取得(de)正式批(pi)量(liang)应用；西(xi)安格美金(jin)属材料有限公司(si)也(ye)在(zai)积(ji)极研制(zhi)宽(kuan)幅靶(ba)材(cai)，并大(da)力拓(tuo)展下游(you)企业(ye)应(ying)用；阿(a)石创(chuang)和(he)金(jin)钼(mu)股份(fen)这(zhe)两家上市(shi)公司(si)利(li)用(yong)各(ge)
自(zi)在(zai)宽(kuan)幅(fu)靶(ba)材轧制(zhi)和(he)靶材(cai)加工及(ji)销售(shou)方面(mian)的优(you)势，开(kai)展紧(jin)密合(he)作(zuo)，金钼(mu)股份(fen)向阿石创(chuang)销售宽幅(fu)钼靶坯(pi)和条形钼靶坯(pi)(条(tiao)形(xing)靶(ba)坯(pi)由宽幅靶坯(pi)切(qie)割(ge)而成)，阿石(shi)创负责后续(xu)绑定等工(gong)序(xu)和成品(pin)销售(shou)工(gong)作(zuo)。
钼(mu)管靶(ba)：
8.5代(dai)线用(yong)的(de)钼(mu)管(guan)靶，每(mei)套包(bao)含12根，每(mei)根(gen)单重约(yue)为300kg，每套重量约为(wei)3600kg。由于钼(mu)管(guan)靶的(de)实际(ji)利(li)用(yong)率约(yue)为(wei)70%，因此，每套钼(mu)管(guan)靶的(de)成膜(mo)重(zhong)量约(yue)为2500kg。每条8.5代(dai)线对钼(mu)管靶的(de)需求量(liang)约(yue)为30×103年(nian)。
另(ling)外，钼(mu)管靶(ba)的(de)供(gong)应(ying)商，除了(le)要通(tong)过其面板生(sheng)产(chan)企业(ye)的(de)认证(zheng)外(wai)，还要通过(guo)钼(mu)管(guan)靶(ba)溅射设备(bei)生(sheng)产(chan)商(shang)美国(guo)AKT公(gong)司(si)的认证(zheng)，并且要被(bei)收(shou)取(qu)钼管(guan)靶(ba)售价(jia)约(yue)5%的(de)认证(zheng)费。目(mu)前(qian)，国内(nei)采(cai)用(yong)管靶溅(jian)射(she)设(she)备(bei)的生产(chan)线只(zhi)有(you)1条，而且业内普(pu)遍认(ren)为钼(mu)管(guan)靶的发(fa)展(zhan)空间(jian)并(bing)不大。
(4)钼(mu)铌(ni)10合金靶(ba)：
钼铌10合金(jin)作(zuo)为薄(bao)膜晶体管(guan)的扩(kuo)散(san)阻隔层(ceng)钼(mu)一(yi)铝(lv)一(yi)钼(mu)的重要(yao)替代材(cai)料(liao)，市场需(xu)求(qiu)前景(jing)较好(hao)。但(dan)由(you)于(yu)钼原子(zi)与(yu)铌原子的互扩(kuo)散系数差别(bie)很大(da)，通(tong)过(guo)高温烧(shao)结后铌(ni)颗(ke)粒的(de)位(wei)置会产(chan)生大孔(kong)洞，烧结致密度(du)难以(yi)提高，此(ci)外(wai)，钼(mu)原子(zi)与(yu)铌(ni)原(yuan)子(zi)充(chong)分扩散(san)后会(hui)形成(cheng)很强的(de)固(gu)溶强化，导致其压(ya)延性能(neng)恶(e)化。
西部金(jin)属材料(liao)股(gu)份有(you)限公司下属(shu)西安瑞福莱钨钼有限(xian)公司，和爱(ai)发(fa)科电子材(cai)料(liao)(苏(su)州)有(you)限(xian)公司合作，经多次试(shi)验(yan)攻关，已(yi)于2017年成功(gong)轧制(zhi)出了氧(yang)含(han)量(liang)小于(yu)1000×10-6，致密(mi)度达99.3%的Mo。Nb合金靶坯(pi)。
3、需(xu)求规(gui)模(mo)
8.5代液晶显(xian)示(shi)面(mian)板(ban)生产线所(suo)使(shi)用(yong)的条形(xing)靶(ba)材，1套(tao)包含(han)12块条(tiao)靶(ba)，每(mei)块条(tiao)靶的尺(chi)寸(cun)约(yue)为(wei)2650mm×210 mm×18mm，表(biao)1列出(chu)了1条8.5代(dai)线每(mei)年(nian)大(da)致(zhi)消(xiao)耗的(de)靶材重量(liang)。
截止2017年(nian)底，国内(nei)已投(tou)产(chan)的8.5代(dai)线中(zhong)，除了京(jing)东(dong)方的(de)4条以外(wai)，华星光(guang)电有(you)2条，中电熊猫(mao)、LG有(you)1条、三星和龙飞各有1条(tiao)，合计共(gong)有(you)10条(tiao)8.5代线，这(zhe)10条(tiao)8.5代线占(zhan)据了(le)国内约80%的(de)产能，因此(ci)，本文就(jiu)以12条8.5代线的(de)靶材(cai)消(xiao)耗量(liang)来(lai)估(gu)算全国TFT-LCD行(xing)业(ye)用靶材消耗量(liang)。
4、认证(zheng)周期
液(ye)晶面板(ban)行业对(dui)溅射(she)靶材的品质和(he)稳定(ding)性要求很高(gao)，对供应(ying)商资格认(ren)证壁(bi)垒较(jiao)高，认(ren)证周(zhou)期很长(zhang)。
一般(ban)情况(kuang)下(xia)，在1条8.5代生产(chan)线上(shang)完(wan)成靶(ba)材的认证(zheng)，大(da)约(yue)需要1年(nian)时间，如(ru)果(guo)一(yi)家(jia)用户(hu)单位(wei)拥有多(duo)条(tiao)生产(chan)线的，则(ze)必(bi)须在上(shang)一(yi)条(tiao)生(sheng)产线完成(cheng)认证后，才能开始(shi)在下(xia)一(yi)条(tiao)生(sheng)产(chan)线(xian)上开展(zhan)认证(zheng)。因(yin)此(ci)，认(ren)证过(guo)程中(zhong)投(tou)入(ru)的资(zi)金和(he)时(shi)间成(cheng)本，对(dui)多数小型(xing)企(qi)业(ye)来说(shuo)是难(nan)以(yi)承受(shou)的(de)。
5、结(jie)论(lun)
(1)TFT一LCD是(shi)当(dang)今主(zhu)流(liu)的(de)平面显(xian)示技术(shu)，大(da)约(yue)占80%以(yi)上的(de)显示面板市(shi)场(chang)份(fen)额(e)。
(2)用于(yu)制(zhi)作薄膜晶体(ti)管液(ye)晶(jing)显示面板(ban)的金属(shu)靶(ba)材，包括以(yi)铝靶(ba)、铜(tong)靶、钼靶(ba)、钼(mu)铌(ni)合(he)金、钛(tai)靶(ba)、钽靶(ba)、铌靶、铬(ge)靶(ba)以(yi)及银靶(ba)等(deng)，其中以铝靶(ba)、铜(tong)靶(ba)、钼(mu)靶(ba)和(he)钼铌(ni)合金(jin)靶(ba)为主。
(3)铝(lv)靶(ba)材(cai)市(shi)场主要(yao)被(bei)日资(zi)企(qi)业(ye)爱(ai)发(fa)科(ke)和住友(you)化(hua)学占据，国(guo)产(chan)化(hua)方(fang)面的(de)龙头企业是江丰电子；
(4)铜靶材的(de)市(shi)场(chang)需求(qiu)规模(mo)大且呈上(shang)升趋(qu)势，日资企业(ye)爱(ai)发(fa)科几(ji)乎垄(long)断(duan)着国(guo)内(nei)铜(tong)靶材市(shi)场，国(guo)产化方(fang)面(mian)，江(jiang)丰(feng)电(dian)子即(ji)将量产，有研(yan)新(xin)材(cai)具备高(gao)纯(chun)铜原(yuan)料生(sheng)产(chan)能力，但没(mei)有液(ye)晶(jing)显(xian)示行(xing)业用的条(tiao)形靶材(cai)生产线(xian)，洛(luo)铜集(ji)团(tuan)具(ju)备(bei)高(gao)纯铜(tong)生产(chan)能(neng)力但(dan)价(jia)格与(yu)进口(kou)相比(bi)无明显优势(shi)，且没有靶材(cai)生产线(xian)。
(5)钼靶(ba)材具体分(fen)为条靶、宽(kuan)靶(ba)和(he)管靶3种，其(qi)中(zhong)，条靶(ba)方面(mian)，国内的洛阳(yang)四丰(feng)已占据(ju)主(zhu)导(dao)优势(shi)，洛(luo)阳高科(ke)次(ci)之(zhi)；宽靶(ba)方面，基(ji)本(ben)被攀(pan)石、世(shi)泰(tai)科外企垄(long)断(duan)，但(dan)洛阳四(si)丰(feng)、西安格(ge)美以(yi)及阿(a)石创等(deng)正(zheng)在(zai)积(ji)极(ji)进军(jun)该市(shi)场(chang)；管(guan)靶的主(zhu)要特(te)点是材料利用率高(gao)，但需要(yao)通(tong)过(guo)溅射设备(bei)厂家认证且(qie)要(yao)在销售过程中(zhong)长期收取管(guan)理费(fei)，其(qi)市(shi)场份(fen)额(e)小，发(fa)展空(kong)间有限(xian)。
(6)钼(mu)铌(ni)合(he)金(jin)靶(ba)的(de)加(jia)工难度(du)极大，产品(pin)附加(jia)值较高，市场(chang)需(xu)求前(qian)景(jing)也(ye)比较好。但目(mu)前(qian)主(zhu)要(yao)为日立(li)和(he)世泰(tai)科等外(wai)企(qi)垄(long)断(duan)，但国(guo)内(nei)西(xi)部(bu)材(cai)料已(yi)与日本(ben)爱(ai)发(fa)科(ke)合作，成(cheng)功(gong)轧(ya)制(zhi)出了(le)氧(yang)含(han)量小(xiao)于1000×10-6，致(zhi)密(mi)度达99.3%，各(ge)项(xiang)性(xing)能达(da)到(dao)国际(ji)领先(xian)水平(ping)的(de)钼铌(ni)合金(jin)靶(ba)坯(pi)。
(7)8.5代(dai)液晶显(xian)示(shi)面板(ban)生(sheng)产(chan)线所(suo)使(shi)用的(de)1套靶材(cai)包(bao)含(han)12块条(tiao)靶，每(mei)块条(tiao)靶(ba)的尺寸约为：2650mm×210 mm×18 mm，1条8.5代(dai)线(xian)对靶材(cai)的消(xiao)耗量，铝靶约为39×103 kg／年，铜靶约为119×103kg/年(nian)，钼靶(ba)约(yue)为74×103 kg/年，钼铌(ni)合金靶约为6×103 kg/年。
(8)液晶面板生产(chan)企(qi)业(ye)对溅(jian)射(she)靶材的(de)认证程序比(bi)较(jiao)复杂(za)，认证(zheng)周(zhou)期(qi)比(bi)较漫(man)长，因(yin)此，作为新进入的企业，必须承(cheng)受较大(da)的(de)资(zi)金(jin)压力和(he)时(shi)间(jian)成(cheng)本(ben)。
参(can)考文献
[1]刘晓伟，田 明，李(li)梁梁，等.大(da)尺(chi)寸(cun)薄(bao)膜(mo)晶体管液晶(jing)显示器(qi)的(de)一种(zhong)条(tiao)状显(xian)示(shi)不均的(de)分(fen)析(xi)和(he)改(gai)善研究(jiu)[J].液(ye)晶(jing)与显示(shi)，2016，31(11)：1033—1037
[2]段(duan)树(shu)铭，任晓(xiao)辰(chen)，张(zhang)小(xiao)涛，等(deng).丝(si)网印(yin)刷柔(rou)性(xing)电子器件[J].化学(xue)进(jin)展，2叭8，30(04)：429—438
[3]贾(jia)国斌(bin)，冯寅(yin)楠，贾英(ying)，等(deng).磁控(kong)溅射(she)用(yong)难(nan)熔(rong)金属(shu)靶材(cai)制作、应用(yong)与发展(zhan)[J].金属(shu)功(gong)能(neng)材料(liao)，2016，23(06)：48—52
[4]焦(jiao)俊(jun)娟(juan)，张胜(sheng)良(liang)，陆静文(wen)，等.重庆京东方(fang)8.5代(dai)线(xian)项目(mu)快(kuai)速(su)精密施工测量(liang)技(ji)术(shu)研究(jiu)[J].测(ce)绘通(tong)报(bao)，2016，S2：144一(yi)145+166
相关链(lian)接
