钛靶(ba)的(de)国内(nei)外标(biao)准核(he)心(xin)差异(yi)在于纯(chun)度(du)等(deng)级(ji)、表面(mian)精度(du)及(ji)认(ren)证体(ti)系。国(guo)内标准(zhun)(GB/T、YS/T)已(yi)逐(zhu)步(bu)与(yu)国际接(jie)轨,但(dan)在高端(duan)半(ban)导(dao)体(ti)领域(yu)仍(reng)需依(yi)赖(lai)SEMI/ASTM标(biao)准。企业应根(gen)据(ju)目标市场(chang)(如(ru)出口(kou)需(xu)符合SEMI)和(he)终端(duan)应用(yong)(如(ru)核工业(ye)需(xu)EJ/T)选(xuan)择适配(pei)标(biao)准。关(guan)于钛(tai)靶材在(zai)国(guo)内外(wai)的(de)主要执(zhi)行(xing)标(biao)准对(dui)比,凯(kai)泽金属(shu)按(an)国(guo)家和地(di)区分类列(lie)举。
一、国内执(zhi)行标(biao)准
| 标(biao)准类型(xing) | 标(biao)准编号 | 标准(zhun)名称 | 适(shi)用范围与(yu)关(guan)键要求(qiu) |
| 国家标(biao)准(zhun) | GB/T 38976-2020 | 《钛及(ji)钛合金(jin)溅射(she)靶(ba)材(cai)》 | 规(gui)定(ding)钛靶材(cai)的(de)化(hua)学(xue)成分、尺寸公(gong)差、表(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)(Ra≤0.8μm)、晶粒度(du)(≤100μm)等要(yao)求(qiu)。 |
| 行业标准(zhun) | YS/T 1497-2021 | 《高(gao)纯(chun)钛靶(ba)材(cai)》 | 适用于(yu)半(ban)导(dao)体用(yong)高(gao)纯(chun)钛靶(ba)(纯(chun)度≥99.995%),明(ming)确(que)氧含量(≤300ppm)、金(jin)属(shu)杂(za)质总量(≤50ppm)。 |
| 核工(gong)业标准(zhun) | EJ/T 20079-2014 | 《核级钛及(ji)钛(tai)合金靶(ba)材技(ji)术(shu)条(tiao)件》 | 核反(fan)应堆用钛(tai)靶材(cai)的特(te)殊要求,包(bao)括(kuo)辐照稳定性(xing)、氢含(han)量(≤0.015%)等(deng)。 |
二、国际(ji)执(zhi)行(xing)标(biao)准
| 标(biao)准类型(xing) | 标准编(bian)号(hao) | 标(biao)准名称(cheng) | 适用范围(wei)与关(guan)键(jian)要求(qiu) |
| 美国标准 | ASTM F3049-14 | 《溅射(she)靶(ba)材用(yong)钛(tai)及钛(tai)合(he)金(jin)标(biao)准规范》 | 涵(han)盖纯度(du)(99.9%-99.999%)、密度(du)(≥4.5g/cm³)、微(wei)观组(zu)织(zhi)(无(wu)气(qi)孔(kong)/夹(jia)杂物)等指标(biao)。 |
| 半(ban)导体行(xing)业(ye)标准 | SEMI F104-0308 | 《半导体(ti)溅(jian)射靶(ba)材(cai)通用(yong)规(gui)范(fan)》 | 针对(dui)12英(ying)寸(cun)晶圆用钛(tai)靶,要(yao)求表(biao)面(mian)粗(cu)糙度(du)Ra≤0.5μm,晶粒尺(chi)寸(cun)均匀性(xing)±10%。 |
| 日(ri)本标(biao)准 | JIS H 7801-2005 | 《溅(jian)射靶(ba)材(cai)一(yi)般要求》 | 规定钛靶(ba)的尺(chi)寸(cun)公差(cha)(±0.1mm)、翘曲(qu)度(≤0.1%)、绑(bang)定结(jie)合强(qiang)度(du)(≥30MPa)。 |
| 欧(ou)盟标准(zhun) | EN 10204-2004 | 《金(jin)属产品(pin)检(jian)验文件类型》 | 适(shi)用(yong)于(yu)钛(tai)靶材(cai)的质量认证(zheng),要(yao)求(qiu)提(ti)供(gong)3.1B或3.2级材(cai)质证(zheng)书,确保(bao)可(ke)追(zhui)溯性。 |
三(san)、国(guo)内外(wai)标准(zhun)对(dui)比(bi)与关键差(cha)异
| 对(dui)比(bi)维度 | 国(guo)内标(biao)准(zhun)(GB/T 38976) | 国际(ji)标(biao)准(ASTM F3049/SEMI) |
| 纯度要求(qiu) | 半(ban)导体(ti)级:99.995%(YS/T 1497) | 半导体(ti)级(ji):≥99.999%(SEMI F104) |
| 表面(mian)粗糙度(du) | Ra≤0.8μm(通用) | Ra≤0.5μm(12英(ying)寸(cun)靶材) |
| 杂(za)质控(kong)制 | 氧≤300ppm,铁≤100ppm | 氧(yang)≤150ppm,碳≤50ppm(高纯(chun)靶(ba)) |
| 晶(jing)粒(li)尺寸 | ≤100μm(允许(xu)局(ju)部(bu)偏(pian)差±20%) | ≤50μm(SEMI要(yao)求),均匀(yun)性(xing)±5% |
| 认证(zheng)文(wen)件 | 需提供化(hua)学成(cheng)分报告(gao)、力学(xue)性能(neng)测试(shi)数(shu)据(ju) | 需(xu)附(fu)加(jia)第三(san)方检测报告(gao)(如(ru)SGS)、批(pi)次(ci)追溯文(wen)件(EN 10204) |

四(si)、应用领域与(yu)标准选(xuan)择建议
半导体行(xing)业(ye)
首选标(biao)准(zhun):SEMI F104(12英寸靶(ba)材)、ASTM F3049(高(gao)纯度(du))。
关(guan)键(jian)指(zhi)标(biao):纯度≥99.999%、晶(jing)粒(li)均(jun)匀(yun)性(xing)、超(chao)低(di)氧(yang)含(han)量(≤100ppm)。
光(guang)学(xue)镀(du)膜(mo)/装饰(shi)镀(du)层
适(shi)用(yong)标(biao)准(zhun):GB/T 38976(国内(nei))、JIS H 7801(出口日(ri)本)。
关键指标:表面粗糙(cao)度(du)Ra≤1.0μm、成本控(kong)制(zhi)。
核工(gong)业(ye)
强(qiang)制标准:EJ/T 20079(中国)、ASTM B811(国际核级)。
关(guan)键(jian)指(zhi)标:抗辐照性(xing)能(neng)、氢含量≤0.015%。
五、未来(lai)标准(zhun)发(fa)展趋势(shi)
更(geng)高纯(chun)度要求(qiu):半导体先进(jin)制程(cheng)(3nm以下)推(tui)动(dong)钛(tai)靶纯(chun)度(du)向6N(99.9999%)发(fa)展。
尺(chi)寸大型(xing)化:12英(ying)寸以(yi)上(shang)靶材(cai)标准(zhun)将细(xi)化,如(ru)SEMI F104修订版(ban)可(ke)能新增18英(ying)寸(cun)靶规范。
绿(lv)色制(zhi)造(zao):新(xin)增环(huan)保(bao)指(zhi)标(如碳(tan)足迹追踪(zong)),符(fu)合(he)欧盟(meng)《电池与(yu)废电池(chi)法规(gui)》等要求。
凯泽(ze)金属前(qian)面深度(du)剖析(xi)了钛靶(ba)材(cai)的(de)相(xiang)关(guan)标(biao)准及应用差异(yi),为(wei)不断(duan)提升公(gong)司靶(ba)材(cai)产品(pin)的(de)应(ying)用(yong)深(shen)度(du),对于(yu)钛靶(ba)材的(de)核心应(ying)用场景、技(ji)术要(yao)求及(ji)发(fa)展趋势,按(an)主要领(ling)域(yu)整(zheng)理(li)如下(xia):
一(yi)、半导(dao)体(ti)制(zhi)造(zao):铜互连与(yu)先进封(feng)装
1、核(he)心(xin)作(zuo)用(yong)
钛靶(ba)用于(yu)物理气(qi)相(xiang)沉积(ji)(PVD),在硅(gui)片表(biao)面(mian)形成(cheng) 铜(tong)互(hu)连(lian)阻挡层(ceng)(Ti/TiN),防(fang)止铜(tong)原子扩散至(zhi)绝缘层,保(bao)障(zhang)电(dian)路可(ke)靠性。
技术(shu)需(xu)求:
超高(gao)纯度(du)(≥99.999%):避(bi)免(mian)金属杂质(zhi)(Fe、Cr)引起(qi)漏电;
晶粒均匀(yun)性(晶(jing)粒度(du)≤50nm):确保(bao)薄膜(mo)厚度一致性(xing)(±2%);
低氧(yang)含量(≤100ppm):减(jian)少(shao)界(jie)面(mian)氧(yang)化(hua)导致(zhi)的电(dian)阻(zu)升(sheng)高。
挑(tiao)战:
3nm以下(xia)制(zhi)程(cheng)要(yao)求(qiu)靶材晶(jing)粒(li)尺(chi)寸进(jin)一(yi)步缩小至(zhi)20nm级(ji);
EUV光(guang)刻工(gong)艺(yi)中(zhong),钛(tai)靶溅射需(xu)避(bi)免(mian)微(wei)粒(li)污染(每片晶圆(yuan)缺(que)陷(xian)数<0.1个(ge))。
2、代(dai)表企(qi)业(ye):
国(guo)际:霍(huo)尼韦(wei)尔(美(mei)国)、东曹(cao)(日(ri)本(ben));
国(guo)内:江丰(feng)电(dian)子(zi)、有研新材(cai)(已突破7nm节(jie)点(dian)靶材量产)。

二(er)、光(guang)学(xue)镀膜(mo):AR/VR与(yu)精密光(guang)学
1、核心应用(yong)
钛靶用(yong)于沉积(ji) 增(zeng)透膜(mo)(AR)、反(fan)射膜(mo),应(ying)用(yong)于:
消费电子(zi):手机(ji)镜(jing)头(tou)、VR头(tou)显(xian)光(guang)学模组(zu);
高端(duan)仪(yi)器(qi):天(tian)文望(wang)远镜镜面、激光器谐振(zhen)腔。
技(ji)术需(xu)求(qiu):
膜层致(zhi)密性(孔(kong)隙率<0.1%):防(fang)止(zhi)水(shui)汽(qi)渗透导致膜(mo)层脱(tuo)落(luo);
成分可控(kong)性(xing):通(tong)过(guo)Ti-Al、Ti-Si复(fu)合(he)靶(ba)调(diao)节折(zhe)射率(1.8-2.5);
大(da)面(mian)积均匀性(Φ300mm靶材厚度(du)偏差≤1%)。
2、案例:
蔡(cai)司(si)镜头:采(cai)用Ti/TiO₂多(duo)层膜,实现可(ke)见光(guang)区透光(guang)率(lv)>99.5%;
Meta Quest 3:钛(tai)基(ji)纳米结构膜(mo)降(jiang)低(di)镜(jing)片反(fan)射(she)率(lv)至0.2%以(yi)下(xia)。
三、装饰镀(du)层:轻奢消(xiao)费(fei)与工业设(she)计
1、创(chuang)新应用
通(tong)过(guo)调(diao)节(jie)溅(jian)射(she)参数(shu),钛(tai)靶可(ke)制备(bei) 多彩(cai)装(zhuang)饰(shi)镀层:
PVD离(li)子(zi)镀:生成(cheng)金(jin)色(TiN)、黑色(se)(TiC)、蓝色(TiOxNy)等膜(mo)层(ceng);
微弧氧(yang)化(hua):用于(yu)智能(neng)手表表(biao)壳(ke)、汽车(che)内饰件,形成(cheng)耐(nai)磨陶瓷(ci)层(ceng)。
技(ji)术突破:
渐变色彩(cai)控(kong)制(zhi):通(tong)过多靶(ba)共(gong)溅(jian)射(she)(Ti+Al+Si)实(shi)现虹(hong)彩效(xiao)应(ying);
环保(bao)替代:取代电(dian)镀铬工(gong)艺(yi)(避(bi)免六价(jia)铬(ge)污(wu)染),符(fu)合(he)欧(ou)盟(meng)RoHS指(zhi)令(ling)。
市场数(shu)据(ju):
2023年全(quan)球装(zhuang)饰(shi)镀(du)层用钛(tai)靶(ba)市场(chang)规模(mo)达12亿美元,年增(zeng)长(zhang)率15%;
苹果Apple Watch Ultra采用钛(tai)靶(ba)镀(du)膜(mo),良(liang)率提(ti)升(sheng)至95%(传(chuan)统(tong)工艺(yi)仅(jin)80%)。

四(si)、新(xin)能源(yuan)领域:锂电(dian)与氢能
1、锂离(li)子电(dian)池
集(ji)流(liu)体(ti)镀层(ceng):在(zai)铜(tong)箔表(biao)面(mian)溅射(she)纳米钛(tai)层(≤50nm),提(ti)升电(dian)极(ji)-电解(jie)液(ye)界面(mian)稳定性(xing),循(xun)环寿(shou)命(ming)增加(jia)30%;
固(gu)态电解(jie)质界(jie)面(mian):钛靶(ba)沉积Li-Ti-O复合层(ceng),抑制锂枝(zhi)晶(jing)生(sheng)长(zhang)(宁德(de)时代专利(li)技(ji)术(shu))。
2、氢燃料(liao)电(dian)池(chi)
双(shuang)极板(ban)防护(hu)层(ceng):钛基(ji)非晶(jing)碳(tan)膜(mo)(Ti-DLC)降(jiang)低接(jie)触(chu)电(dian)阻(zu)至(zhi)5mΩ·cm²,耐腐蚀电(dian)流(liu)<1μA/cm²;
质(zhi)子交换膜(PEM):钛(tai)纳米粒子掺(can)杂(za)膜提升(sheng)机(ji)械(xie)强(qiang)度(>30MPa)和(he)质(zhi)子(zi)传(chuan)导(dao)率。
痛点(dian)与趋势:
成本(ben)制(zhi)约(yue):钛(tai)靶占(zhan)双(shuang)极(ji)板(ban)制(zhi)造(zao)成本20%,推动低(di)成(cheng)本钛(tai)铁合(he)金(jin)靶(ba)研发;
卷(juan)对(dui)卷(juan)(R2R)溅(jian)射:开(kai)发柔性钛靶(厚(hou)度≤0.1mm),适应(ying)连续镀膜产线(xian)。
五、新兴(xing)领(ling)域:柔(rou)性(xing)电子与太空科(ke)技(ji)
1、柔(rou)性显(xian)示(shi)
透(tou)明导(dao)电(dian)膜:钛靶溅射(she)超薄Ti(3-5nm)+Ag层,替(ti)代ITO,弯折10万次电(dian)阻变(bian)化<5%(京东(dong)方Fold 3应(ying)用(yong));
可(ke)拉伸(shen)电(dian)路(lu):Ti-Au纳米(mi)岛结(jie)构实(shi)现200%拉(la)伸形(xing)变下导电性保持。
2、深空探(tan)测
卫(wei)星(xing)光(guang)学部件(jian):钛(tai)基多层膜(mo)抵御(yu)太(tai)空紫(zi)外(wai)辐射(>5000小时(shi)性能(neng)无衰减(jian));
核电池包(bao)壳(ke):钛(tai)靶(ba)镀层(厚(hou)度≥10μm)阻隔(ge)钚(bu)-238辐射(she)泄(xie)漏(lou)(NASA Perseverance火(huo)星(xing)车(che)应(ying)用)。
六、国(guo)产替(ti)代与(yu)国际竞(jing)争(zheng)格局
1、技术(shu)差(cha)距
高(gao)端市场(chang):12英寸以上(shang)半(ban)导体靶(ba)材(cai)90%依赖进(jin)口(kou)(日(ri)美(mei)企业主(zhu)导);
专利壁垒(lei):东曹(cao)持有(you)“高(gao)密(mi)度(du)钛靶(ba)热等静压(ya)成型”核(he)心专利(li)(CN112958752A)。
2、突(tu)破路径(jing)
联(lian)合(he)研发(fa):中科(ke)院宁(ning)波材(cai)料所(suo)+江丰(feng)电子(zi)开发超高纯(chun)钛(tai)靶(6N级)熔炼技(ji)术;
标(biao)准(zhun)升(sheng)级(ji):推动GB/T 38976-2020与SEMI F104对标(biao),覆盖(gai)18英寸(cun)靶(ba)材参数。
3、政策(ce)机(ji)遇(yu)
中(zhong)国“十(shi)四五(wu)”新(xin)材料规(gui)划(hua):将高(gao)纯金(jin)属靶(ba)材列为(wei)“卡脖(bo)子”攻(gong)关目(mu)录;
欧盟(meng)《关键(jian)原(yuan)材料(liao)法(fa)案》:钛被(bei)列(lie)为(wei)战(zhan)略资(zi)源(yuan),倒逼(bi)本土供(gong)应链(lian)建设。

总结:钛靶材(cai)应(ying)用的(de)三大升(sheng)级(ji)方向
性(xing)能极(ji)致化(hua):纯(chun)度(du)从(cong)5N向6N突破,晶粒(li)尺(chi)寸(cun)进(jin)入(ru)亚微(wei)米(mi)时代(dai);
形(xing)态多(duo)元(yuan)化(hua):从(cong)刚(gang)性(xing)靶(ba)向(xiang)柔性(xing)靶(ba)、异(yi)形靶(环形(xing)/管状(zhuang)靶)扩展(zhan);
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