半導體材料可以分為晶圓材料和封裝材料，封裝材料相較于晶圓制造材料來說技術壁壘相對較低，所以我們主要講的是晶圓制造材料。
先簡單了解下什么是晶圓制造和封裝測試，還是用pizza舉例。
此前曾講過硅晶圓就是餅底，在餅底的基礎上扎幾個孔，撒上各種料，再進行烘烤出爐，這個過程就是晶圓制造。晶圓制造廠出來的時候還是一個圓片，只是上面有了電路，有著幾千顆或上萬顆的晶粒。
封裝測試就是把圓片上存在的幾千顆或上萬顆的晶粒切下來變成一顆一顆，再給每一顆穿個衣服（封裝），并檢測哪些是好的，哪些是壞的（測試），好的挑出來送到產(chǎn)業(yè)鏈的下一個環(huán)節(jié)。
在晶圓的生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要涉及7類半導體材料、化學品，每一類在半導體材料市場規(guī)模占比大致如下：
1、硅晶圓：33%
2、特種氣體：17%
3、掩膜版：15%
4、超凈高純試劑：13%
5、拋光液和拋光墊：7%
6、光阻材料：7%
7、濺射靶材：3%
今天咱們主要講在半導體材料市場占比在3%左右的濺射靶材。
簡單地說，靶材就是高速荷能粒子轟擊的目標材料，通過更換不同的靶材（如鋁、銅、不銹鋼、鈦、鎳靶等），即可得到不同的膜系（如超硬、耐磨、防腐的合金膜等）。
目前，（高純度）濺射靶材按照化學成分不同可分為：
①金屬靶材（純金屬鋁、鈦、銅、鉭等）
②合金靶材（鎳鉻合金、鎳鈷合金等）
③陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）。
按形狀不同可分為：長靶、方靶、圓靶。
按應用領域不同可分為：半導體芯片靶材、平面顯示器靶材、太陽能電池靶材、信息存儲靶材、工具改性靶材、電子器件靶材、其他靶材。
濺射：即集成電路制造過程中要反復用到的工藝；靶材：就是濺射工藝中必不可少的重要原材料。那么，不同應用領域，對材料的選擇及性能要求也有一定差異，具體如下：
| 應用領域 | 金屬材料 | 主要用途 | 性能要求 |
| 半導體芯片 | 超高純度鋁、鈦、銅、鉭等 | 制備集成電路的關鍵原材料 | 技術要求最高、超高純度金屬、高精度尺寸、高集成度 |
| 平面顯示器 | 高純度鋁、銅、鉬等，摻錫氧化銦（ITO） | 高清晰電視、筆記本電腦等 | 技術要求高、高純度材料、材料面積大、均勻性程度高 |
| 太陽能電腦 | 高純度鋁、銅、鉬、鉻等，ITO | 薄膜太陽能電池 | 技術要求高、應用范圍大 |
| 信息存儲 | 鉻基、鈷基合金等 | 光驅(qū)、光盤等 | 高儲存密度、高傳輸密度 |
| 工具改性 | 純金屬鉻、鉻鋁合金等 | 工具、模具等表面強化 | 性能要求較高、使用壽命延長 |
| 電子器件 | 鎳鉻合金、鉻硅合金等 | 薄膜電阻、薄膜電容 | 要求電子器件尺寸小、穩(wěn)定性好、電阻溫度系數(shù)小 |
| 其他領域 | 純金屬鉻、鈦、鎳等 | 裝飾鍍膜、玻璃鍍膜等 | 技術要求一般，主要用于裝飾、節(jié)能等 |
半導體內(nèi)部是由長達數(shù)萬米的金屬配線而組成，而濺射靶材則是用于制作這些配線的關鍵消耗材料。如蘋果A10處理器，指甲蓋大小的芯片上密布著上萬米金屬導線，這些密布的電路必須要對高純度的金屬靶材通過濺射的方式形成。
在當今及以后的半導體制造流程當中，濺射靶材無疑是重中之重的原材料，其質(zhì)量和純度對半導體產(chǎn)業(yè)鏈的后續(xù)生產(chǎn)質(zhì)量起著關鍵性作用。
靶材，特別是高純度濺射靶材應用于電子元器件制造的物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD）工藝，是制備晶圓、面板、太陽能電池等表面電子薄膜的關鍵材料。
濺射靶材是半導體晶圓制造環(huán)節(jié)核心的高難度材料，芯片對濺射靶材的要求非常之高，要求靶材純度很高，一般在5N（99.999%）以上。
5N就是表示有5個9，4N表示有4個9即99.99%，哪個純度更高，一看就明白了。
在提純領域，小數(shù)點后面每多一個9，難度是呈指數(shù)級別的增加，技術門檻也就更高。
除了純度之外，芯片對濺射靶材內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)等也設定了極其苛刻的標準，需要掌握生產(chǎn)過程中的關鍵技術，并經(jīng)過長期實踐才能制成符合工藝要求的產(chǎn)品。
超高純度金屬及濺射靶材是電子材料的重要組成部分，濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈主要包括金屬提純、靶材制造、濺射鍍膜和終端應用等環(huán)節(jié)，其中，靶材制造和濺射鍍膜環(huán)節(jié)是整個濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈中的關鍵環(huán)節(jié)。
隨著消費電子等終端應用的飛速發(fā)展，高純度濺射靶材的市場銷售額日益擴大。據(jù)統(tǒng)計，2015 年，全球高純濺射靶材市場的銷售額達94.8億美元，其中，半導體用濺射靶材的市場銷售額為11.4億美元。
中國半導體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2015年，中國高純度濺射靶材的市場需求規(guī)模約為153.5億元人民幣，約占當年全球市場的24.17%。
有預測顯示，未來5年，世界濺射靶材的市場規(guī)模將超過160億美元，高純度濺射靶材市場復合年均增長率CAGR可達13%。
來自WSTS的統(tǒng)計，預計全球靶材市場，在2017~2019年增速同上，也為13%。2016年全球濺射靶材市場容量為113.6億美元，相比于2015年的94.8億美元，增長了20%。可推算出2018年全球高純濺射靶材市場規(guī)模約145億美元，折合人民幣約983億元。
應用與市場格局
到這里，知道了高純濺射靶材，知道了金屬靶材的鋁、鈦、銅、鉭，那怎么判斷哪個金屬應用幾寸晶圓上，哪個用在先進制造工藝上？
半導體晶圓制造中，200mm（8寸）及以下晶圓制造通常以鋁制程為主，使用的靶材以鋁、鈦元素為主。300mm（12寸）晶圓制造，多使用先進的銅互連技術，主要使用銅、鉭靶材。
同時也用鈦材料作為高介電常數(shù)的介質(zhì)金屬柵極技術的主要材料，鋁材料作為晶圓接合焊盤工藝的主要材料。
總體來看，隨著芯片的使用范圍越來越廣泛，芯片市場需求數(shù)量增長，對于鋁、鈦、鉭、銅這四種業(yè)界主流的薄膜金屬材料的需求也一定會有增長。且目前從技術上及經(jīng)濟規(guī)模上還未找到能夠替代這四種薄膜金屬材料的其他方案，所以這四種材料目前看不到被替代的風險。
在競爭格局上，由于濺射鍍膜工藝起源于國外，所需要的濺射靶材產(chǎn)品性能要求高，長期以來全球濺射靶材研制和生產(chǎn)主要集中在美國、日本少數(shù)幾家公司，產(chǎn)業(yè)集中度相當高。以霍尼韋爾（美國）、日礦金屬（日本）、東曹（日本）等為代表的濺射靶材生產(chǎn)商占據(jù)全球絕大部分市場份額。
這些企業(yè)在掌握濺射靶材生產(chǎn)的核心技術以后，實施極其嚴格的保密措施，限制技術擴散，同時不斷進行橫向擴張和垂直整合，將業(yè)務觸角積極擴展到濺射鍍膜的各個應用領域，牢牢把握著全球濺射靶材市場的主動權(quán)，并引領著全球濺射靶材行業(yè)的技術進步。
至于其應用領域，主要集中在半導體產(chǎn)業(yè)、平板顯示產(chǎn)業(yè)（含觸摸屏產(chǎn)業(yè)）以及太陽能電池產(chǎn)業(yè)。
濺射靶材屬于電子材料，其產(chǎn)業(yè)鏈上下游關系如下：
中國半導體工業(yè)的相對落后導致了高純度濺射靶材產(chǎn)業(yè)起步較晚。受到技術、資金和人才的限制，多數(shù)國內(nèi)廠商還處于企業(yè)規(guī)模較小、技術水平偏低、以及產(chǎn)業(yè)布局分散的狀態(tài)。
究其原因，一方面，濺射鍍膜工藝起源于國外，對所需濺射靶材的性能要求高、專業(yè)性強，屬于技術密集型產(chǎn)業(yè)，而我國企業(yè)都為新進入者，在技術、人才等方面差距明顯。另外，靶材行業(yè)下游客戶認證周期長，定制化程度高，要成為正式供應商，一般需要2~3 年，且一旦成為供應商，將保持相對穩(wěn)定的關系，難以被打破，這對后來者是個不小的挑戰(zhàn)。
目前，國內(nèi)靶材廠商主要聚焦在低端產(chǎn)品領域，在半導體、液晶顯示器和太陽能電池等市場還無法與國際巨頭全面競爭，但是，依靠國內(nèi)的巨大市場潛力和利好的產(chǎn)業(yè)政策，以及產(chǎn)品價格優(yōu)勢，它們已經(jīng)在國內(nèi)市場占有一定的市場份額，并逐步在個別細分領域搶占了部分國際大廠的市場空間。
近年來，我國政府制定了一系列產(chǎn)業(yè)政策，如863計劃、02專項基金等來加速濺射靶材供應的本土化進程，推動國產(chǎn)靶材在多個應用領域?qū)崿F(xiàn)從無到有的跨越。這些都從國家戰(zhàn)略高度扶植并推動著濺射靶材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。
目前國內(nèi)靶材行業(yè)已經(jīng)初具規(guī)模，隨著國內(nèi)靶材企業(yè)的技術創(chuàng)新，在半導體、面板以及光學器件等領域出現(xiàn)了具備和日美跨國集團競爭的本土靶材企業(yè)。
以我國靶材龍頭企業(yè)江豐電子為例，該公司的半導體靶材產(chǎn)品已應用于以臺積電為代表的著名晶圓代工廠商的先進制造工藝，在14/16nm技術節(jié)點實現(xiàn)批量供貨，聯(lián)電也是該公司的大客戶，此外，格芯、意法半導體也都采用了其產(chǎn)品，同時，該公司也是本土晶圓代工龍頭企業(yè)中芯國際、華宏等的優(yōu)質(zhì)供應商，滿足了國內(nèi)廠商在28nm技術節(jié)點的量產(chǎn)需求。有統(tǒng)計顯示，江豐電子的產(chǎn)品已經(jīng)成功打入了全球280多個半導體芯片制造工廠。
WSTS預計，2018年全球半導體規(guī)模增速達12.4%。2010~2016年，全球半導體銷售額保持平穩(wěn)發(fā)展，而2017年全球市場增速超預期，達21.62%，特別是存儲器市場，增速高達61.49%。一方面，存儲芯片需求旺盛，產(chǎn)品價格大幅上漲，另一方面，物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子、AI等新應用拉動下游需求，WSTS 預計，在AI、智能駕駛、5G、VR/AR等需求持續(xù)帶動下，2018年全球半導體行業(yè)將實現(xiàn)12.4%的增速，2019年的增速預估為4.4%。
此外，中國大陸地區(qū)近些年迎來了建廠熱潮。SEMI數(shù)據(jù)顯示，2016~2017年，全球新建了17座12英寸晶圓代工廠，其中有10座位于中國大陸。從未來的投資計劃看，2017~2020是晶圓廠投資的高峰期，預計全球新增半導體產(chǎn)線62條，其中有26條位于中國大陸，占總數(shù)的42%。
在這樣的產(chǎn)業(yè)背景下，全球?qū)τ诰A的需求量將不斷提升。據(jù)SEMI預測，未來兩年，全球晶圓出貨量將從2017年的11448百萬平方英寸上升到2019年的12235百萬平方英寸.年復合增長率為3.38%。
基于此，2017年，全球晶圓制造材料市場規(guī)模達到259.8億美元，其中，靶材在晶圓制造和封測中占比均在3%左右，預計2018年全球晶圓制造用靶材的市場增速可達19%，封測用靶材增速更高，將達到26%。
我國國內(nèi)的靶材市場需求也會大幅增加，同時，隨著國內(nèi)濺射靶材技術的不斷成熟，再加上其先天的性價比優(yōu)勢，預計2018年中國半導體靶材市場增速有望達到60%，遠高于全球平均水平。
綜上，未來的2~3年，全球靶材制造產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能增速會保持在3%~5%，而中國靶材市場的產(chǎn)能復合年增長率將達到30%以上，風景這邊獨好！
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