薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)具有輕薄、功耗低、成本低等優(yōu)點，其相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)深入社會生活的方方面面，從智能手機、平板電腦到大尺寸液晶電視等，TFT-LCD大約占80%以上的顯示面板市場份額。這類顯示面板是由大量的液晶顯示單元陣列組成(如4K分辨率的屏幕含有800多萬個顯示單元陣列)，而每一個液晶顯示單元，都由一個單獨的薄膜晶體管(TFT)所控制和驅(qū)動，如圖1所示。
薄膜晶體管陣列的制作原理，是在真空條件下，利用離子束流去轟擊固體，使固體表面的原子電離后沉積在玻璃基板上，經(jīng)過反復(fù)多次的“沉積+刻蝕”，一層層(一般為7-12層)地堆積制作出薄膜晶體管陣列。這種被轟擊的固體，即用濺射法沉積薄膜的原材料，就被稱作濺射靶材。
1、靶材分類
用于制作薄膜晶體管液晶顯示面板的金屬靶材，以鋁靶、銅靶、鉬靶和鉬鈮合金靶為主，部分平板顯示企業(yè)也會用到鈦靶、鉭靶、鈮靶、鉻靶以及銀靶等。但由于各家企業(yè)所采用的濺射工藝不同，其所選的濺射靶材也有區(qū)別，例如，京東方用銅靶、鋁靶、鉬靶和鉬鈮靶，韓國三星用鉭靶、鈦靶，但不用鉬鈮靶，中電熊貓用鈦靶，但不用鉬靶、鉭靶等。本文主要以鋁靶、銅靶、鉬靶以及鉬鈮合金靶為主要研究討論對象，具體如圖2所示。
2、供應(yīng)格局
(1)鋁靶：目前國內(nèi)液晶顯示行業(yè)用鋁靶材主要被日資企業(yè)主導(dǎo)。
外企方面：愛發(fā)科電子材料(蘇州)有限公司大約占據(jù)國內(nèi)50%左右的市場份額。其次，住友化學(xué)也占有一部分市場份額。
國產(chǎn)方面：江豐電子從2013年左右開始介入鋁靶材，目前已大批量供貨，是國產(chǎn)化鋁靶材的龍頭企業(yè)。另外，南山鋁業(yè)、新疆眾和等企業(yè)也具備高純鋁的生產(chǎn)能力。
(2)銅靶：從濺射工藝的發(fā)展趨勢上來講，對銅靶材的需求比例一直在逐步增加，加之，近幾年國內(nèi)液晶顯示行業(yè)的市場規(guī)模一直在不斷擴大，因此，平板顯示行業(yè)對銅靶材的需求量將繼續(xù)呈上升趨勢。
外企方面：愛發(fā)科電子材料(蘇州)有限公司幾乎壟斷著國內(nèi)銅靶材市場，市場占有率在80%以上，且該公司近幾年營收的增加額，主要來自于銅靶材銷量的增加。
國產(chǎn)方面：有研新材具備高純銅原料生產(chǎn)能力，但沒有液晶顯示行業(yè)用的條形靶材生產(chǎn)線，目前主要致力于半導(dǎo)體行業(yè)用圓形靶材生產(chǎn)；洛銅集團具備高純銅生產(chǎn)能力但不生產(chǎn)靶材，且高純銅原料價格和進口原料相比，在價格方面無明顯競爭優(yōu)勢；江豐電子引進海外高端人才，致力于開發(fā)高純銅原料和銅靶材，即將批量生產(chǎn)。
(3)鉬靶：鉬靶具體又分為條靶、寬靶和管靶3種，其中，4.5代、5.5代和6代線一般使用寬幅鉬靶，而8.5代及以上世代線用使用組合條靶或管靶。
組合條靶：
外企方面：國外的奧地利攀時、德國世泰科、日本愛發(fā)科等企業(yè)已基本退出了這部分市場。
國產(chǎn)方面：國內(nèi)鉬靶材企業(yè)主要集中在洛陽地區(qū)，其中，隆華節(jié)能下屬的洛陽高新四豐電子材料有限公司占據(jù)了國內(nèi)60%多的市場份額，另外，洛陽高科鉬鎢材料有限公司占據(jù)了國內(nèi)大約10%左右的市場份額。
寬幅鉬靶：
外企方面：國外的攀石、世泰科等企業(yè)基本壟斷著國內(nèi)寬幅鉬靶材市場。
國產(chǎn)方面：截止2017年底，國產(chǎn)化的寬幅鉬靶材尚未在液晶顯示面板生產(chǎn)中獲得實際應(yīng)用。但國內(nèi)多家企業(yè)正在積極試制和驗證，預(yù)計2018年應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)國產(chǎn)化應(yīng)用。
其中，洛陽高新四豐電子材料有限公司已于2017年3月31日召開寬靶技術(shù)鑒定會，但尚未在下游企業(yè)取得正式批量應(yīng)用；西安格美金屬材料有限公司也在積極研制寬幅靶材，并大力拓展下游企業(yè)應(yīng)用；阿石創(chuàng)和金鉬股份這兩家上市公司利用各
自在寬幅靶材軋制和靶材加工及銷售方面的優(yōu)勢，開展緊密合作，金鉬股份向阿石創(chuàng)銷售寬幅鉬靶坯和條形鉬靶坯(條形靶坯由寬幅靶坯切割而成)，阿石創(chuàng)負責(zé)后續(xù)綁定等工序和成品銷售工作。
鉬管靶：
8.5代線用的鉬管靶，每套包含12根，每根單重約為300kg，每套重量約為3600kg。由于鉬管靶的實際利用率約為70%，因此，每套鉬管靶的成膜重量約為2500kg。每條8.5代線對鉬管靶的需求量約為30×103年。
另外，鉬管靶的供應(yīng)商，除了要通過其面板生產(chǎn)企業(yè)的認(rèn)證外，還要通過鉬管靶濺射設(shè)備生產(chǎn)商美國AKT公司的認(rèn)證，并且要被收取鉬管靶售價約5%的認(rèn)證費。目前，國內(nèi)采用管靶濺射設(shè)備的生產(chǎn)線只有1條，而且業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為鉬管靶的發(fā)展空間并不大。
(4)鉬鈮10合金靶：
鉬鈮10合金作為薄膜晶體管的擴散阻隔層鉬一鋁一鉬的重要替代材料，市場需求前景較好。但由于鉬原子與鈮原子的互擴散系數(shù)差別很大，通過高溫?zé)Y(jié)后鈮顆粒的位置會產(chǎn)生大孔洞，燒結(jié)致密度難以提高，此外，鉬原子與鈮原子充分?jǐn)U散后會形成很強的固溶強化，導(dǎo)致其壓延性能惡化。
西部金屬材料股份有限公司下屬西安瑞福萊鎢鉬有限公司，和愛發(fā)科電子材料(蘇州)有限公司合作，經(jīng)多次試驗攻關(guān)，已于2017年成功軋制出了氧含量小于1000×10-6，致密度達99.3%的Mo。Nb合金靶坯。
3、需求規(guī)模
8.5代液晶顯示面板生產(chǎn)線所使用的條形靶材，1套包含12塊條靶，每塊條靶的尺寸約為2650mm×210 mm×18mm，表1列出了1條8.5代線每年大致消耗的靶材重量。
截止2017年底，國內(nèi)已投產(chǎn)的8.5代線中，除了京東方的4條以外，華星光電有2條，中電熊貓、LG有1條、三星和龍飛各有1條，合計共有10條8.5代線，這10條8.5代線占據(jù)了國內(nèi)約80%的產(chǎn)能，因此，本文就以12條8.5代線的靶材消耗量來估算全國TFT-LCD行業(yè)用靶材消耗量。
4、認(rèn)證周期
液晶面板行業(yè)對濺射靶材的品質(zhì)和穩(wěn)定性要求很高，對供應(yīng)商資格認(rèn)證壁壘較高，認(rèn)證周期很長。
一般情況下，在1條8.5代生產(chǎn)線上完成靶材的認(rèn)證，大約需要1年時間，如果一家用戶單位擁有多條生產(chǎn)線的，則必須在上一條生產(chǎn)線完成認(rèn)證后，才能開始在下一條生產(chǎn)線上開展認(rèn)證。因此，認(rèn)證過程中投入的資金和時間成本，對多數(shù)小型企業(yè)來說是難以承受的。
5、結(jié)論
(1)TFT一LCD是當(dāng)今主流的平面顯示技術(shù)，大約占80%以上的顯示面板市場份額。
(2)用于制作薄膜晶體管液晶顯示面板的金屬靶材，包括以鋁靶、銅靶、鉬靶、鉬鈮合金、鈦靶、鉭靶、鈮靶、鉻靶以及銀靶等，其中以鋁靶、銅靶、鉬靶和鉬鈮合金靶為主。
(3)鋁靶材市場主要被日資企業(yè)愛發(fā)科和住友化學(xué)占據(jù)，國產(chǎn)化方面的龍頭企業(yè)是江豐電子；
(4)銅靶材的市場需求規(guī)模大且呈上升趨勢，日資企業(yè)愛發(fā)科幾乎壟斷著國內(nèi)銅靶材市場，國產(chǎn)化方面，江豐電子即將量產(chǎn)，有研新材具備高純銅原料生產(chǎn)能力，但沒有液晶顯示行業(yè)用的條形靶材生產(chǎn)線，洛銅集團具備高純銅生產(chǎn)能力但價格與進口相比無明顯優(yōu)勢，且沒有靶材生產(chǎn)線。
(5)鉬靶材具體分為條靶、寬靶和管靶3種，其中，條靶方面，國內(nèi)的洛陽四豐已占據(jù)主導(dǎo)優(yōu)勢，洛陽高科次之；寬靶方面，基本被攀石、世泰科外企壟斷，但洛陽四豐、西安格美以及阿石創(chuàng)等正在積極進軍該市場；管靶的主要特點是材料利用率高，但需要通過濺射設(shè)備廠家認(rèn)證且要在銷售過程中長期收取管理費，其市場份額小，發(fā)展空間有限。
(6)鉬鈮合金靶的加工難度極大，產(chǎn)品附加值較高，市場需求前景也比較好。但目前主要為日立和世泰科等外企壟斷，但國內(nèi)西部材料已與日本愛發(fā)科合作，成功軋制出了氧含量小于1000×10-6，致密度達99.3%，各項性能達到國際領(lǐng)先水平的鉬鈮合金靶坯。
(7)8.5代液晶顯示面板生產(chǎn)線所使用的1套靶材包含12塊條靶，每塊條靶的尺寸約為：2650mm×210 mm×18 mm，1條8.5代線對靶材的消耗量，鋁靶約為39×103 kg／年，銅靶約為119×103kg/年，鉬靶約為74×103 kg/年，鉬鈮合金靶約為6×103 kg/年。
(8)液晶面板生產(chǎn)企業(yè)對濺射靶材的認(rèn)證程序比較復(fù)雜，認(rèn)證周期比較漫長，因此，作為新進入的企業(yè)，必須承受較大的資金壓力和時間成本。
參考文獻
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