平板显示靶材市场拆解

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250007 平板显示市场是靶材最大应用市场 3 HYPERLINK l _TOC_250006 平板显示靶材以铝靶、铜靶、钼靶和钼铌合金靶为主 3 HYPERLINK l _TOC_250005 平板显示靶材制备工艺分熔融铸造和粉末冶金两大类 4 HYPERLINK l _TOC_250004 平板显示靶材需要严格控制材料纯度、致密度、晶粒度以及结晶取向 6 HYPERLINK l _TOC_250003 2018 年平板显示用靶材市场或达 42.8 亿美元 6 HYPERLINK l _TOC_250002 面板靶材供应仍以国外厂商为主 9 HYPE

2、RLINK l _TOC_250001 平板显示靶材认证周期长，进入壁垒高 9 HYPERLINK l _TOC_250000 国内企业目前已经切入主流面板商 9图表目录图表 1： 全球高纯靶材溅射市场分布占比 3图表 2： 国内高纯靶材溅射市场分布占比 3图表 3： 溅射靶材下游应用情况 3图表 4： 平板显示行业镀膜工艺 4图表 5： 不同材质靶材在平板显示领域的应用 4图表 6： 溅射靶材工艺流程图 5图表 7： 熔融铸造和粉末冶金两大工艺对比 5图表 8： H.C.Starck 公司生产的高纯钼粉杂质组分表（mg.kg-1） 6图表 9： 平板显示市场需求规模情况（百万平米） 6图表

3、10： TFT-LCD 的前段制程Array 7图表 11： TFTLCD 单一像素结构剖面图 7图表 12： OLED 驱动背板工艺流程图 7图表 13： OLED 器件结构图 7图表 14： 全球平板显示市场规模（万平米） 8图表 15： 中国平板显示市场规模（万平米） 8图表 16： 平板显示用溅射靶材市场规模 8图表 17： 1 条 8.5 代线每年靶材的大致消耗量 8图表 18： LCD 显示面板行业靶材需求量估算 9图表 19： 平板显示行业靶材主要供应商 9图表 20： 国内靶材企业下游客户情况 10平板显示市场是靶材最大应用市场根据中国电子材料行业协会预测，2016 年全球高纯

4、溅射靶材市场规模约为 113.6 亿美元，其中平板显示用靶材为 38.1 亿美元，占比在 30%以上，是全球靶材最大的应用市场。2016 年我国平板显示（含触控屏）用靶材为 84 亿元，占国内靶材整体市场的 45%，是国内目前体量最大的靶材应用市场。智能玻璃 5%半导体10%记录媒体 30%平板显示34%太阳能电池 21%图表1： 全球高纯靶材溅射市场分布占比图表2： 国内高纯靶材溅射市场分布占比智能玻璃 2%半导体 8%平板显示 45%记录媒体 36% 太阳能电池9%资料来源：中国电子材料行业协会，中信建投证券研究发展部资料来源：中国电子材料行业协会，中信建投证券研究发展部平板显示靶材以铝靶

5、、铜靶、钼靶和钼铌合金靶为主根据平板显示行业用金属溅射靶材的市场需求分析，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)大约占 80%以上的显示面板市场份额。用于制作薄膜晶体管液晶显示面板的金属靶材，以铝靶、铜靶、钼靶和钼铌合金靶为主，部分平板显示企业也会用到钛靶、钽靶、铌靶、铬靶以及银靶等。但由于各家企业所采用的溅射工艺不同，其所选的溅射靶材也有区别，例如，京东方用铜靶、铝靶、钼靶和钼铌靶，韩国三星用钽靶、钛靶，但不用钼铌靶，中电熊猫用钛靶，但不用钼靶、钽靶等。图表3： 溅射靶材下游应用情况应用领域金属材料主要用途性能要求平板显示器 高纯度铝、铜、钼等，掺锡氧化铟（ITO 高清晰电视、笔记本电脑等

6、技术要求高、高纯度材料、材料面积大、均匀性程度高）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、高集成度太阳能电池 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、节能等资料来源：江丰电子招股书，中信建投证券研究发展部行业动态研究报告平板显示镀膜用溅射靶材主要在显示面板和触控屏面板两个产品生产环节使用 PVD 镀膜材料。其中，平板显示面板的生产工艺中，玻璃基板要经过多次溅射镀膜形成 ITO

7、玻璃，然后再经过镀膜，加工组装用于生产 LCD面板、PDP 面板及 OLED 面板等。触控屏的生产，则还需将 ITO 玻璃进行加工处理、经过镀膜形成电极，再与防护屏等部件组装加工而成。图表4： 平板显示行业镀膜工艺资料来源：阿石创招股书，中信建投证券研究发展部图表5： 不同材质靶材在平板显示领域的应用材质应用ITO(In2O3SnO2）透明导电膜Mo，W，Cr，Ta，Ti，Al，AlTi，AlTa电极布线膜ZnSMn，ZnSTb，CaSEu电致发光薄膜Y2O3，Ta2O5，BaTiO3电致发光薄膜资料来源：靶材制备研究现状及研发趋势，中信建投证券研究发展部平板显示靶材制备工艺分熔融铸造和粉末冶

8、金两大类平板显示器对于溅射靶材的纯度和技术要求仅次于半导体。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、内部微观结构等最为严苛。半导体领域的镀膜用靶材主要包括铝靶、钛靶、铜靶、钽靶、钨钛靶等，要求靶材纯度很高，一般在 5N（99.999%）以上。相较于半导体芯片，平板显示器对于溅射靶材的纯度和技术要求略低一筹，但随着靶材尺寸的增大，对溅射靶材的焊接结合率、平整度等指标提出了更高的要求。如江丰电子的高纯铝靶在超大规模集成电路芯片中通常要求达到 99.9995%（5N5）以上，而平板显示器、太阳能电池用铝靶的金属纯度略低，分别要求达到 99.999%（5N）、99.995%（4N5）

9、以上。平板显示溅射靶材的制备按工艺可分为熔融铸造和粉末冶金两大类。纯金属铝、钛、铜，或是添加铜、钛、金、铌、钽等至少一种不同金属所形成的合金靶材多用熔融铸造法，而像钼这类难熔金属、ITO 等多用粉末冶金法。图表6： 溅射靶材工艺流程图非金属粉末粉末筛选及混合热压、热等静压（HIP）冷压及烧结铸锭真空或大气感应电溶解电子束溶解法连续铸造热处理（均质化、再烧结）背板（冷结管加工）硬焊成型（铸造、热轧或冷轧、拉伸）粉末冶金筛选及混合热压、热等静压（HIP）冷压及烧结与背板接合（软焊、扩散焊）检测（超声波、光）包装运输资料来源：靶材制备研究现状及研发趋势，中信建投证券研究发展部图表7： 熔融铸造和粉末

10、冶金两大工艺对比工艺流程常用方法优点缺点对熔点和密度相差较大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将一定成分配比的合金原料熔炼,浇注成真空感应熔炼、真空电弧熔炼和真空电子轰击熔炼冷压、真空热压和热等静压靶材杂质含量(特别是气体杂质含量)低,密度高,可大型化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铸锭后再粉碎,将粉碎形成的粉末经等静等压成形,再高温烧结,最终形成靶材靶材成分均匀密度低,杂质含量高等机械加工（切削、铣、车、磨、刨）资料来源：靶材制备研究现状及研发趋势，中信建投证券研究发展部平板显示靶材需要严格控制

11、材料纯度、致密度、晶粒度以及结晶取向溅射靶材需要严格控制材料纯度、致密度、晶粒度以及结晶取向，我们以钼靶材在平板显示领域的应用为例：纯度:高纯度是对钼溅射靶材的一个基本特性要求。钼靶材的纯度越高,溅射薄膜的性能越好。一般钼溅射靶材的纯度至少需要达到99.95%，根据溅射的玻璃基板的尺寸以及使用环境,钼溅射靶材的纯度要求在 99.99%-99.999%，甚至更高达到99.9999%（6N）图表8： H.C.Starck 公司生产的高纯钼粉杂质组分表（mg.kg-1）杂质元素 KNaMgAlCaVCrMnFeNiCoCuPbThU含量0.20.20.10.20.10.050.050.010.30.

12、050.010.050.010.001 0.001资料来源：钼溅射靶材的应用、制备及发展，中信建投证券研究发展部致密度：溅射镀膜的过程中,致密度较小的溅射靶受轰击时，由于靶材内部孔隙内存在的气体突然释放,造成大尺寸的靶材颗粒或微粒飞溅，或成膜之后膜材受二次电子轰击造成微粒飞溅。这些微粒的出现会降低薄膜品质。为了减少靶材固体中的气孔,提高薄膜性能，一般要求溅射靶材具有较高的致密度。对钼溅射靶材而言,其相对密度应该在98%以上。晶粒尺寸及尺寸分布：通常钼溅射靶材为多晶结构,晶粒大小可由微米到毫米量级。试验研究表明,细小尺寸晶粒靶的溅射速率要比粗晶粒快；而晶粒尺寸相差较小的靶,淀积薄膜的厚度分布也较

13、均匀。结晶取向：由于溅射时靶材原子容易沿原子六方最紧密排列方向择优溅射出来,因此,为达到最高溅射速率,常通过改变靶材结晶结构的方法来增加溅射速率。靶材的结晶方向对溅射膜层的厚度均匀性影响也较大。因此,获得一定结晶取向的靶材结构对薄膜的溅射过程至关重要。2018 年平板显示用靶材市场或达 42.8 亿美元平板显示大致可以分为发射型显示和非发射型显示。发射型显示主要为（OLED）、非发射型显示主要为液晶显示（LCD）。目前平板显示行业最主流的生产技术为 TFT-LCD 和 OLED 两种。根据 IHS 数据统计，2017 年全球显示面板行业总收入为 1250.87 亿美元，总出货量为 2 亿平米，

14、其中 TFT-LCD 为 1009.39 亿美元，居于首位；AMOLED 以 228.88 亿美元居次席。根据 HIS 的预测，2020 年平板显示市场仍将以 8.8%的增速增长。图表9： 平板显示市场需求规模情况（百万平米）30025020020010.5%2212272472532602628.8%12%10%8%1506%1005002.7%2.4%4%2.8%2%0.8%0%201720182019F2020F2021F2022F2023F资料来源：IHS Markit，中信建投证券研究发展部LCD 面板和 OLED 面板中靶材溅射镀膜部分均为流程中的重要环节。我们可以看到，TFT-L

15、CD 与 OLED生产工艺均可分为前段 Array、中段 Cell 与后段 Module 三部分，而在前段工艺流程中，均涉及到靶材溅射镀膜，而前段工艺中价值比后两道工艺占的比重更大。图表10： TFT-LCD 的前段制程Array图表11： TFTLCD 单一像素结构剖面图资料来源：互联网，中信建投证券研究发展部资料来源：中国知网，中信建投证券研究发展部图表12： OLED 驱动背板工艺流程图图表13： OLED 器件结构图资料来源：和辉光电官网，中信建投证券研究发展部资料来源：和辉光电官网，中信建投证券研究发展部根据赛迪顾问数据，2018 年，全球平板显示市场规模达到 1.93 亿平方米，增

16、长率达到 9.9%。从整个市场来看，OLED 与 LCD 并存，以面积计算，2018 年 LCD 在显示产品市场上占据 96.86%的市场份额，OLED 市场占比提升到 3.14%。2018 年，中国平板显示市场规模达到 1.4 亿平米，增长率达到 9.9%。以面积计算，2018 年中国 LCD 面板占据中国平板显示市场的 96.18%；OLED 产品开始逐渐受到手机厂商青睐，在中国市场的占比从 2016 年的 2.10%提升到 2018 年的 3.82%。我们预计 2018 年全球平板显示用溅射靶材市场规模或达 42.8 亿美元，国内市场或达 97.7 亿元。行业动态研究报告图表14： 全球

17、平板显示市场规模（万平米）图表15： 中国平板显示市场规模（万平米）2500020000150001000050000LCDOLEDYOY20162017201812%10%8%6%4%2%0%1600014000120001000080006000400020000LCDOLEDYOY20162017201816%14%12%10%8%6%4%2%0%资料来源：赛迪顾问，中信建投证券研究发展部资料来源：赛迪顾问，中信建投证券研究发展部图表16： 平板显示用溅射靶材市场规模2013201420152016F2017F2018F全球平板市场规模（万平方米）16518.217556.219289.

18、6增长率/%8.36.39.9全球平板显示用溅射靶材（亿美元） 29.531.433.836.638.942.8增长率/%6.447.648.36.39.9中国平板市场规模（万平方米）11152.012667.413924.2增长率/%12.913.69.9中国平板显示用溅射靶材（亿元）39.45569.378.288.997.7增长率/%39.626.012.913.69.9资料来源：中国电子材料行业协会，赛迪顾问，中信建投证券研究发展部根据平板显示行业用金属溅射靶材的市场需求分析一文，截止 2017 年底，国内已投产的 8.5 代线中，除了京东方的 4 条以外，华星光电有 2 条，中电熊猫

19、、LG 有 1 条、三星和龙飞各有 1 条，合计共有 10 条 8.5代线，这 10 条 8.5 代线占据了国内约 80%的产能。根据这几条线来估算 2017 年底国内面板靶材用量，8.5 代液晶显示面板生产线所使用的条形靶材，1 套包含 12 块条靶，每块条靶的尺寸约为 2650mm210mm18mm，根据相应的密度情况情况进行重量的测算，得到一条产线对应消耗铝靶、铜靶、钼靶、钼铌 10 靶的量分别为 39吨、119 吨、74 吨、6 吨。再根据相应的 8.5 代线测算得到 2017 年国内 80%面板产能对应消耗铝靶 468 吨，铜靶 1428 吨，钼靶 814 吨，钼铌 10 靶 54

20、吨。图表17： 1 条 8.5 代线每年靶材的大致消耗量产品世代密度/kg/m3每套靶材消耗重量/kg年消耗套数年消耗重量/kg铝靶2.7010332512039103铜靶8.961031077110119103钼靶10.2010312266074103钼铌 10 靶9.70103116656103资料来源：平板显示行业用金属溅射靶材的市场需求分析，中信建投证券研究发展部行业动态研究报告图表18： LCD 显示面板行业靶材需求量估算分类1 条 8.5 代线靶材年消耗量/kgLCD 面板靶材年消耗量/kg估算依据铝靶铜靶钼靶钼铌 10 靶2.701038.9610310.201039.70103

21、468103142810381410354103按 12 条 8.5 代线估算按 12 条 8.5 代线估算按 11 条 8.5 代估算，中电熊猫不用按 9 条 8.5 代线估算，三星、华星光电不用资料来源：平板显示行业用金属溅射靶材的市场需求分析，中信建投证券研究发展部面板靶材供应仍以国外厂商为主当前该领域竞争格局以攀时、世泰科、贺利氏、爱发科、住友化学、JX 金属等为代表的国外少数几家跨国集团占据主导地位，其中攀时、世泰科等厂商是全球钼靶材的主要供应商，住友化学、爱发科等厂商占据了全球铝靶材的大部分市场，三井矿业、JX 金属、优美科等厂商是全球 ITO 靶材的主要供应商，爱发科、JX 金属

22、等厂商是全球铜靶材的主要供应商。图表19： 平板显示行业靶材主要供应商分类国外主要企业国内主要企业铝靶爱发科、住友化学江丰电子、阿石创、新疆众和铜靶钼靶爱发科、JX 金属攀时、世泰科江丰电子隆华科技、阿石创ITO 靶材三井矿业、JX 金属、优美科隆华科技、阿石创资料来源：平板显示行业用金属溅射靶材的市场需求分析，公司公告，中信建投证券研究发展部平板显示靶材认证周期长，进入壁垒高一般情况下，在 1 条 8.5 代生产线上完成靶材的认证，大约需要 1 年时间，如果一家用户单位拥有多条生产线的，则必须在上一条生产线完成认证后，才能开始在下一条生产线上开展认证，因此对供应商资格认证壁垒较高，短时间内新

23、生产企业很难进入这个市场。国内企业目前已经陆陆续续通过部分认证，切入下游面板生产企业。国内企业目前已经切入主流面板商国内企业目前通过相关认证，已部分切入下游企业，江丰电子的铝靶、铜靶、钛靶等产品已经在平板显示领域的主要生产商合肥京东方、深圳华星光电、天马集团、和辉光电等实现了批量销售，并得到客户认可，并成为主要供应商。阿石创和京东方合作，在铝靶材、钼靶材及 ITO 陶瓷靶材项目上持续放量，先后完成了天马微电子、维信诺科技、国显科技及信利显示等优质面板行业客户的供应链导入。四丰电子（母公司隆华科技）给京东方、华星光电、天马微电子、信利等企业供应钼靶材；晶联光电（母公司隆华科技）平面 ITO 靶材

24、已经行业动态研究报告陆续通过了京东方、华星光电、天马近 10 条产线应用测试，已经开始部分采用。随着国内企业技术进步，陆陆续续切入主流的下游面板厂商，预计与海外靶材生产商差距进一步缩小，未来几年中国靶材市场或将保持快速增长。图表20： 国内靶材企业下游客户情况企业靶材类别下游面板客户江丰电子铝靶、铜靶、钛靶合肥京东方、深圳华星光电、天马集团、和辉光电阿石创四丰电子铝靶材、钼靶材及 ITO 陶瓷靶材钼靶材京东方、天马微电子、维信诺科技、国显科技及信利显示京东方、华星光电、天马微电子、信利显示晶联光电ITO 靶材京东方、华星光电、天马微电子资料来源：公司公告，中信建投证券研究发展部行业动态研究报告

25、分析师介绍赵鑫：有色金属行业首席分析师，CFA，2009 年毕业于上海交通大学，曾就职于全球最大铜矿公司智利国家铜业，2011 年起从事有色金属行业研究，9 年有色金属行业研究经验，进入中信建投证券前，担任广发证券有色金属行业联席首席分析师，2016 年-2017 年新财富、水晶球、IAMAC 最受欢迎卖方分析师有色金属行业第一名团队成员，2018 年水晶球和IAMAC 最受欢迎卖方分析师有色金属行业第一名团队成员。研究助理李木森：香港城市大学信息系统管理硕士，3 年有色金属行业研究经历，曾就职于招商期货研究所从事有色商品研究，熟悉有色大宗商品供需格局与价格分析。2018 年 8月加入中信建投

26、研究所。2019 年 Wind 金牌分析师第二名团队成员。研究服务保险组张博HYPERLINK mailto:zhangbo zhangbo郭洁HYPERLINK mailto:guojie guojie郭畅HYPERLINK mailto:guochang guochang张勇HYPERLINK mailto:zhangyongzgs zhangyongzgs高思雨 010-8513 HYPERLINK mailto:gaosiyu gaosiyu北京公募组朱燕 85156403-

27、 HYPERLINK mailto:zhuyan zhuyan任师蕙HYPERLINK mailto:renshihui renshihui黄杉HYPERLINK mailto:huangshan huangshan李星星HYPERLINK mailto:lixingxing lixingxing杨济谦HYPERLINK mailto:yangjiqian yangjiqian金婷 HYPERLINK mailto:jinting jinting夏一然 HYPERLINK mailto:xiayiran xiayiran杨洁HYPERLINK mailto:yangjiezgs yangjiezgs社保组吴桑HYPERLINK mailto:wusang wusang张宇HYPERLINK mailto:zhangyuyf zhangyuyf创新业务组高雪HYPERLINK mailto:gaoxue gao