靶材行业研究系列之一：辅芯助屏，溅射全球.pdf

最近一年行业指数走势 -15%-7%0%7%15%22%29%37%2019-05 2019-09 2020-01金属非金属新材料 上证指数 行业专题报告 公司研究 财通证券研究所 投资评级:增持(首次) 表 1：重点公司投资评级 代码 公司 总市值（亿元） 收盘价（05.12） EPS（元） PE 投资评级 2020 2021 2022 2020 2021 2022 300706 阿 石 创 44.66 31.65 0.28 0.52 0.60 112 61 53 增持 300263 隆华科技 71.36 7.80 0.26 0.32 0.39 30 24 20 买入 300666 江丰电子 124.80 57.05 0.37 0.47 0.60 150 120 94 增持 600206 有研新材 110.31 13.03 0.18 0.24 0.42 74 54 31 增持 2020年05月12日 靶材行业研究系列之一 计算机软件与服务 证券研究报告 金属非金属新材料 投资要点： 溅射靶材，特别是高纯度溅射靶材应用于电子元器件制造的物理气相沉积工艺，是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。其中，半导体芯片对溅射靶材的材料纯度、内部微观结构等方面都设定了极其苛刻的标准，需要掌握生产过程中的关键技术并经过长期实践才能制成符合工艺要求的产品。因此，半导体芯片对溅射靶材的要求是最高的，价格也最为昂贵； 国家集成电路大基金二期撬动万亿资金，投资将向材料端倾斜，与一期形成互补。在半导体材料行业中，靶材行业尤其是高端靶材仍被日美等国把控，但是国产替代已经开始崭露头角，呈现出定点突破的局面，正是需要社会资金大力投入奋力追赶之关键时刻。按照半导体材料占比产业9%，靶材占比材料3%比例测算，靶材行业有望获得超过30亿元投资支持，直接利好行业龙头公司； 关税免除期结束，利好国产靶材成长。2015年财政部等五部委曾发布通知，规定进口靶材的免税期到 2018 年年底结束。这意味着自 2019年起，日本、美国进口的靶材需要缴纳关税，从而提高国内靶材在价格方面的优势地位。当初对进口靶材免税主要是为了保护中国面板产业链的供应，京东方等龙头面板厂跟国家申请进口免税政策，随着FPD靶材国产化的发展以及加速国产化靶材的成长，免税政策有必要取消。我们查询海关总署网站发现，带背板的溅射靶材组件的进口普通税率为17%，增值税率为13%。如果征收关税，提高海外靶材供应成本，将有利于国产化靶材的发展和渗透率提升； 看好靶材国产化，利好龙头。国内集成电路产业一直受制于人，每年大量从海外进口，进口金额居所有进口商品第一位。近年来，中兴制裁事件与华为事件都给我们敲响警钟，芯片等核心技术产业亟需发展，国产替代刻不容缓。作为半导体材料中的重要一环溅射靶材同样如此，国产化是必然之路也是唯一之路。看好溅射靶材的国产化趋势，龙头公司有望在政策、市场的东风下不断扩张市场份额，推荐标的：有研新材、江丰电子、隆华科技、阿石创。 风险提示：产业政策无法顺利落地；经济超预期衰退 行业研究 财通证券研究所 辅芯助屏，溅射全球 请阅读最后一页的重要声明 以才聚财，财通天下 证券研究报告 联系信息 李帅华 分析师 SAC证书编号：S0160518030001 lishuaihuactsec 数据来源：Wind,财通证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 2 证券研究报告 行业专题报告 内容目录 1、 靶材概况 .4 1.1 产业链条. 5 1.2 制造工艺. 7 1.3 产业格局. 8 1.4 产业政策. 9 2、 半导体用溅射靶材 .11 2.1 更小制程，利好铜钽靶材. 12 2.2 供应格局：国产靶材定点突破. 13 2.3 供应商认证：周期漫长，标准苛刻. 14 2.4 市场规模. 15 3、 平板显示用靶材 .15 3.1 竞争格局：定点突破重点品种. 16 3.2 市场空间：LCD和OLED双轮驱动 . 18 4、 光伏电池用靶材 .22 5、 行业投资逻辑.25 5.1 大基金二期加持，加速产业发展. 25 5.2 免税政策取消，支撑国产靶材快速成长. 26 5.3 国产替代，大势所趋. 27 6、 主要上市公司.27 6.1 有研新材. 27 6.2 江丰电子. 28 6.3 隆华科技. 29 6.4 阿石创. 30 7、 风险提示 .31 图表目录 图 1：溅射示意图 .4 图 2：高纯靶材产业链.5 图 3：溅射靶材应用结构 .6 图 4：靶材生产工艺流程 .8 图 5：靶材市场主要企业份额 .8 图 6：国内靶材企业 .9 图 7：半导体靶材溅射原理图 .12 图 8：半导体用金属靶材 .12 图 9：半导体制造材料成本结构.15 图 10：半导体用靶材市场规模预测（单位：亿元）.15 图 11：铜靶、8.5代线的铝条靶、钼条靶和5.5代线用宽幅钼靶 .16 图 12：FPD技术路线 .19 图 13：全球FPD市场结构 .19 图 14：国内FPD市场结构 .19 图 15：全球FPD需求规模（单位：百万） .20 图 16：FPD用靶材国内市场规模 .21 图 17：光伏电池分类 .22 图 18：光伏电池用靶材形成背电极 .23 图 19：HIT电池成本结构 .23 图 20：HIT工艺链条 .23 rQpRrMpPqQqMzQsPtQmQtP8OcM6MoMmMsQrRkPnNrMeRmNmO8OnMyRwMsRnPxNmNpP谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 3 证券研究报告 行业专题报告 图 21：HIT电池结构 .24 图 22：光伏电池用靶材市场规模预测 .24 图 23：大基金一期投资领域 .25 图 24：大基金二期股东结构 .25 图 25：靶材进口相关税率 .26 图 26：中国进口货物金额排名 .27 图 27：有研亿金历年净利润（单位：万元） .28 图 28：江丰电子业绩概况 .28 图 29：四丰电子历年业绩（单位：万元）.29 图 30：晶联光电生产的ITO靶材.30 图 31：阿石创业绩概况 .31 表 1：三种真空镀膜方式对比 .5 表 2：靶材分类 .5 表 3：靶材应用细分情况 .6 表 4：靶材生产工艺对比 .7 表 5：历年来靶材相关行业政策.9 表 6：半导体用靶材简介 .13 表 7：国内外半导体用靶材供应商简介 .14 表 8：不同材质靶材在平板显示的应用 .16 表 9：平板显示用靶材的国内外供应商 .17 表 10：国内靶材企业下游面板客户 .18 表 11：国内面板厂商产能规划情况 .20 表 12：全球OLED产线产能 .20 表 13：靶材行业主要公司概况 .26 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 4 证券研究报告 行业专题报告 1、 靶材概况 靶材：溅射薄膜制备的源头材料，又称溅射靶材，特别是高纯度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，是制备晶圆、面板、太阳能电池等表面电子薄膜的关键材料。真空状态下，用加速的离子轰击固体表面，离子和固体表面原子交换动量，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面形成所需要的薄膜，这一过程称为溅射。被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的源材料，通常称为靶材。 图 1：溅射示意图 数据来源：溅射靶材发展概述，财通证券研究所 溅射靶材主要由靶坯、背板等部分构成，其中，靶坯是高速离子束流轰击的目标材料，属于溅射靶材的核心部分。在溅射镀膜过程中，靶坯被离子撞击后，其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜；由于高纯度金属强度较低，而溅射靶材需要安装在专用的机台内完成溅射过程，机台内部为高电压、高真空环境，因此，超高纯金属的溅射靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺（行业俗称绑定技术）进行接合，背板起到主要起到固定溅射靶材的作用，且需要具备良好的导电、导热性能。 溅射镀膜是制备薄膜的主要技术之一，综合优势显著。PVD镀膜目前主要有三种形式，分别是溅射镀膜、蒸发镀膜以及离子镀膜。综合而言，蒸镀薄膜的密度最差，只能达到理论密度的95%，镀膜的附着力也最差，但是蒸镀的镀膜速率最快。离子镀不但密度最高、晶粒最小，而且镀膜与基板的附着力也是三种镀膜中最大的，只是离子镀膜最大的缺点是基板必需是导电材料，并且镀膜时基板的温度会升高到摄氏几百度，上述的缺点使离子镀的应用受到很大的限制。目前，溅射是制备薄膜材料的主要技术之一，用溅射靶材沉积的薄膜致密度高，与基材之间的谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 5 证券研究报告 行业专题报告 附着性好，所以从理论而言，溅射镀膜的性质，牢固度都比热蒸发和电子束蒸发薄膜好。 表 1：三种真空镀膜方式对比 蒸发镀膜 溅射镀膜 离子镀膜 方式 通过在真空中加热蒸发某种物质使其产生金属蒸气沉积（凝聚）在固体表面成为薄膜 用高能粒子轰击固体表面时能使固体表面的粒子获得能量并逸出表面，沉积在基片上 蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面 粒子能量eV 0.1-1 1-10 10 镀膜理论密度 95% 98% 98% 晶粒大小 大 小 非常小、非晶质 膜附着力 小 中 大 镀膜速率nm/min 0.1-75 0.01-0.5 0.1-50 数据来源：真空镀膜概述，财通证券研究所 表 2：靶材分类 序号 分类标准 产品类别 1 按形状分类 长靶、方靶、圆靶 2 按化学成份分类 金属靶材（纯金属铝、钛、铜、钽等）、合金靶材（镍铬合金、镍钴合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等） 3 按应用领域分类 半导体芯片靶材、平面显示器靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材、工具改性靶材、电子器件靶材、其他靶材 数据来源：溅射靶材种类、应用与发展趋势，财通证券研究所 1.1 产业链条 靶材产业链：溅射靶材产业链基本呈金字塔型分布。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。 图 2：高纯靶材产业链 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 6 证券研究报告 行业专题报告 数据来源：江丰电子，财通证券研究所 半导体领域对靶材要求最高。WSTS（全球半导体贸易统计组织）数据显示，溅射靶材主要应用在平板显示、记录媒体、光伏电池、半导体等领域。其中，在溅射靶材应用领域中，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，需要掌握生产过程中的关键技术并经过长期实践才能制成符合工艺要求的产品。因此，半导体芯片对溅射靶材的要求是最高的，价格也最为昂贵。 图 3：溅射靶材应用结构 数据来源：WSTS，财通证券研究所 表 3：靶材应用细分情况 应用领域 金属材料 主要用途 性能要求 半导体芯片 超高纯度铝、钛、铜、钽等 制备集成电路的关键原材料 技术要求最高、超高纯度金属、高精度尺寸、高纯溅射靶材产业链 金属 提纯 靶材 制造 溅射 镀膜 终端 应用 半导体 芯片 平板显 示器 太阳能 电池 信息存 储 光学应 用 半导体, 11.4% 光伏电池, 18.5% 记录媒体, 28.6% 平板显示, 33.8% 其他, 7.7% 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 7 证券研究报告 行业专题报告 高集成度 平面显示器 高纯度铝、铜、钼等，掺锡氧化铟（ITO） 高清晰电视、笔记本电脑等 技术要求高、高纯度材料、材料面积大、均匀性程度高 太阳能电池 高纯度铝、铜、钼、铬等，ITO 薄膜太阳能电池 技术要求高、应用范围大 信息存储 铬基、钴基合金等 光驱、光盘等 高储存密度、高传输速度 工具改性 纯金属铬、铬铝合金等 工具、模具等表面强化 性能要求较高、使用寿命延长 电子器件 镍铬合金、铬硅合金等 薄膜电阻、薄膜电容 要求电子器件尺寸小、稳定性好、电阻温度系数小 其他领域 纯金属铬、钛、镍等 装饰镀膜、玻璃镀膜等 技术要求一般，主要用于装饰、节能等 数据来源：溅射靶材的应用及细分场景，财通证券研究所 1.2 制造工艺 溅射靶材的制备工艺主要包括熔炼铸造法和粉末烧结法。常用的熔炼方法有真空感应熔炼、真空电弧熔炼和真空电子轰击熔炼等。与粉末法制备的合金相比，熔炼合金靶材的杂质含量(特别是气体杂质含量)低，且能高密度化、大型化。但是，对于熔点和密度相差都很大的 2 种或 2 种以上金属，采用普通的熔炼法一般难以获得成分均匀的合金靶材；粉末冶金工艺具有容易获得均匀细晶结构、节约原材料、生产效率高等优点，粉末冶金法制备靶材时，其关键在于选择高纯、超细粉末作为原料。选择能实现快速致密化的成形烧结技术，以保证靶材的低孔隙率，并控制晶粒度，制备过程严格控制杂质元素的引入。常用的粉末冶金工艺包括热压、真空热压和热等静压（HIP）等。 表 4：靶材生产工艺对比 工艺 流程 常用方法 优点 缺点 熔炼铸造法 将一定成分配比的合金原料熔炼,再将合金熔液浇注于模具中,形成铸锭,最后经机械加工制成靶材 真空感应熔炼、真空电弧熔炼和真空电子轰击熔炼 靶材杂质含量(特别是气体杂质含量)低,密度高,可大型化 对熔点和密度相差较大的两种或两种以上金属,普通熔炼法难以获得成分均匀的合金靶材 粉末冶金法 将一定成分配比的合金原料熔炼,浇注成铸锭后再粉碎,将粉碎形成的粉末经等静压成形,再高温烧结,最终形成靶材 冷压、真空热压和热等静压等 靶材成分均匀 密度低,杂质含量高等 数据来源：溅射靶材的应用及发展前景，财通证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 8 证券研究报告 行业专题报告 图 4：靶材生产工艺流程 数据来源：溅射靶材的应用及发展前景， 财通证券研究所 1.3 产业格局 呈现寡头垄断格局。目前，全球的靶材制造行业，特别是高纯度的靶材市场，呈现寡头垄断格局，主要由几家美日大企业把持，如日本的三井矿业、日矿金属、日本东曹、住友化学、日本爱发科，以及美国霍尼韦尔、普莱克斯等。相关数据显示，日矿金属是全球最大的靶材供应商，靶材销售额约占全球市场的30%，霍尼韦尔在并购 Johnson Mattey、整合高纯铝、钛等原材料生产厂后，占到全球市约 20%的份额，此外，东曹和普莱克斯分别占 20%和 10%。这些企业在掌握溅射靶材生产的核心技术以后，实施极其严格的保密措施，限制技术扩散，同时不断进行横向扩张和垂直整合，将业务触角积极扩展到溅射镀膜的各个应用领域，牢牢把握着全球溅射靶材市场的主动权，并引领着全球溅射靶材行业的技术进步。 图 5：靶材市场主要企业份额 数据来源：半导体观察，财通证券研究所 国内企业崭露头角，前途无量。目前，国内靶材厂商主要聚焦在低端产品领域，在半导体、平板显示器和太阳能电池等市场还无法与国际巨头全面竞争，但是，依靠国内的巨大市场潜力和利好的产业政策，以及产品价格优势，它们已经在国内市场占有一定的市场份额，并逐步在个别细分领域抢占了部分国际大厂的市场JX nippon, 30% Honeywell, 20% TOSOH, 20% Praxair, 10% 其他, 20% 谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 9 证券研究报告 行业专题报告 空间。近年来，我国政府制定了一系列产业政策，如 863 计划、02 专项基金等来加速溅射靶材供应的本土化进程，推动国产靶材在多个应用领域实现从无到有的跨越。这些都从国家战略高度扶植并推动着溅射靶材产业的发展壮大。 图 6：国内靶材企业 数据来源：新材料在线，财通证券研究所 1.4 产业政策 行业政策：为推动溅射靶材产业发展，增强产业创新能力和国际竞争力，带动传统产业改造和产品升级换代，进一步促进国民经济持续、快速、健康发展，我国推出了一系列支持溅射靶材产业发展的政策。 表 5：历年来靶材相关行业政策 序号 政策名称 政策导向 1 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）（2006 年 2 月） （1）确定核心电子器件、高端通用芯片及基础软件， 极大规模集成电路制造技术及成套工艺等重大专项是我国科技发展的重中之重； （2）重点研究开发满足国民经济基础产业发展需求的高性能复合材料及大型、超大型复合结构部件的制备技术，轻质高强金属和无极非金属结构材料，高纯材料及应用技术。 2 国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定（2010 年 10 月） 大力发展稀土功能材料、高性能膜材料、特种玻璃、功能陶瓷、半导体照明材料等新型功能材料。 3 产业结构调整指导目录（2011 年本）（2011 年 3 月） 将直径 200mm 以上的硅单晶及抛光片、直径 125mm 以上直拉或直径 50mm 以上水平生长化合物半导体材料、铝铜硅钨钼等大规格高纯靶材、超大规模集成电路铜镍硅和铜铬锆引线框架材料、电子焊料等信息、新能源有色金属新材料生产列为鼓励类项目。 4 当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011 年度）（2011 将“高速集成电路技术及芯片”、“线宽 65 纳米以下的纳米级集成电路芯片制造、封装和测试”、“半谨请参阅尾页重要声明及财通证券股票和行业评级标准 10 证券研究报告 行业专题报告 年 6 月） 导体纳米结构材料与器件”、“TFT-LCD 用靶材”等列为当前优先发展的高技术产业化重点领域。 5 工业转型升级规划（2011-2015 年）（2011年 12 月） （1）重点发展高性能磁体、新型显示和半导体照明用 稀土发光材料和高端硬质合金，加快推进新型储氢材料、催化材料、高纯金属及靶材等产业化； （2）积极发展半导体材料、太阳能光伏材料、光电子 材料、压电及声光材料等，以及用于装联和封装等使用的金属材料、非金属材料、高分子材料等。 6 新材料产业“十二五”发展规划（2012 年 1 月） （1）积极发展高纯稀有金属及靶材，大规格钼电极、 高品质钼丝、高精度钨窄带、钨钼大型板材和制件、高纯铼及合金制品等高技术含量深加工材料； （2）积极开发高导热铜合金引线框架、键合丝、稀贵金属钎焊材料、铟锡氧化物（ITO）靶材、电磁屏蔽材料， 满足信息产业需要。 7 有色金属工业“十二五” 发展规划（2012 年 1 月） 高纯铜合金溅射靶材、ITO 靶材、大规格钨钼靶材被列为精深加工产品发展重点；核级锆合金材料、高性能钨钼合金材料、大尺寸高纯稀有金属靶材等项目被列为精深加工重点工程。 8 新材料产业“十二五”重点产品目录（2012 年 2月） 高性能靶材（包括超高纯铝、钛、铜溅射靶材，超大尺寸高纯铝、铜、铬、钼溅射靶材，高纯钼及其靶材等） 被列为新材料产业“十二五”重点产品。 9 电子基础材料和关键元器件“十二五”规划（2012 年 2 月） 紧紧围绕节能环保、新一代信息技术、生物、高端装备制造、新能源、新材料和新能源汽车等战略性新兴产业发展需求，发展相关配套元器件及电子材料。 10 电子信息制造业“十二 五”发展规划（2012 年 2 月） （1）在集成电路、新型电视器件、关键元器件、重要电子材料及电子专用设备仪器等领域突破一批核心关键技术； （2）积极发展半导体材料、太阳能光伏材料、光电子材料等高新技术领域，积极开展宽禁带半导体材料（碳化硅和氮化镓）和器件的研发及产业化，围绕移动互联网、云计算、物联网、半导体照明等新兴领域加强产业创新联盟建设。 11 “十二五”国家战略性新兴产业发展规划（2012 年 7 月） 积极发展高纯稀有金属及靶材、原子能级锆材、高端钨 钼材料及制品等，加快推进高纯硅材料、新型半导体材料、磁敏材料、高性能膜材料等产业化。 12 可再生能源发展“十二五”规划（2012 年 8 月） 到 2015 年，太阳能年利用量相当于替代化石燃料 50 万吨标准煤，太阳能发电装机达到 2,100 万千瓦，到 2020 年，太阳能发电装机达到 5,000 万千瓦。 13 太阳能光伏产业“十二 五”发展规划（2012 年 2 月） “十二五”期间，光伏产业保持平稳较快增长，多晶硅、太阳能电池等产品适应国家可再生能源发展规划确定的装机容量要求，同时积极满足国际市场发展需要。支持骨干企业做优做强。 14 国家集成电路发展推进纲要（2014 年 6 月） 推进产业发展的主要任务：着力发展集成电路设计业， 加速发展集成电路制造业，提升先进封装测试