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靶材的發展概述

時間:2017-09-22 23:00:45  來源:AG亚游官网熱噴塗網整理  作者:tianzhongma

    伴隨著電子學、信息學、光學、機械學和計算機科學的發展,原先采用塊體狀材料的地方逐漸地向質量輕技術含量高的薄膜材料方向發展。不同的薄膜材料性能各不相同,應用的領域也不盡相同,這就需要有不同種類與之相對應的鍍膜靶材。薄膜材料應用領域非常廣泛,加上薄膜材料大規模的使用,促進了鍍膜靶材產業的迅速發展。當前新型功能陶瓷材料既具有傳統陶瓷耐腐蝕、耐酸堿、耐高溫、抗氧化、熱穩定性好等優點,又具有其獨特的高導電性、高韌性、高強度等優良性能。與金屬和高分子材料相比,陶瓷材料在一些尖端領域具有不可替代的作用。自上個世紀90年代以來,微電子行業無論是在發展速度上還是在體量上都取得了高速發展。薄膜材料在電磁性能、光電性能和高溫超導等方麵表現優異,廣泛應用於高新技術產業領域。同時,也推動了鍍膜靶材產業的發展。靶材是高能粒子轟擊的對象,濺射沉積薄膜的源材料即為靶材,故靶材也叫濺射靶材靶材作為一種具有高附加價值的特種功能材料,是鍍膜領域必不可少的源材料。靶材主要應用於太陽能電池電極、液晶顯示平板、信息儲存、電子控製器件、微電子半導體集成電路,薄膜混合集成電路,片式元器件等領域。

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圖1 常見的靶材

    目前,日本、美國和德國靶材生產的數量和質量都占主導地位,國外生產靶材的公司很多,主要的有德國Leybold(萊博德)公司,美國歐萊公司,日本Energy(能源)公司及Tosoh(東曹)公司、Samito(住友)公司,韓國Samsung(三星)公司等,而我國在鍍膜靶材產業等領域相對滯後。靶材的起源和發展都來自國外,國外知名企業公司技術實力強大,資金雄厚,產品質量過硬。高品質靶材由國外少數幾家公司壟斷,這些企業從鍍膜靶材的製造到薄膜元器件的製造,在整個技術垂直整合上做得及其完善,擁有這項技術的國家對於靶材的生產資料都進行了嚴格保密,大量的關鍵技術都申請了專利保護,並且在靶材研發和製備方麵己經有幾十年的沉澱。

    靶材的利潤很高,具有巨大的潛在市場,但是靶材的利用率隻有35%~50%,中國是鍍膜靶材消耗大國,在購買靶材方麵每年都需要花費大量外匯。根據BBC Research 2013年度報道,全球濺射靶材市場預計由2013年的30億美元增至2018年的72億美元。全球靶材市場主要集中在亞洲,占有亞洲靶材市場最大的國家是中國,大陸的靶材消耗量占亞洲的26%,與日韓相當。中國市場雖然龐大,然而大尺寸優質靶材製備技術基本控製都控製在歐美、日韓等少數國家和地區,我國是靶材應用大國,需求量非常之大,但國內大規模的靶材生產還未能得到實現。靶材這種關鍵原材料一直被國外壟斷,這己經嚴重影響到我國平板顯示產業的發展,也對國內麵板廠商的議價能力產生了不利的影響。清華大學、中國科學院、台灣光洋、深圳大學等高校以及一些企業都在嚐試靶材製備相關的研究工作。不幸的是,雖然國內部分高校和研究所對靶材進行了研製,但仍處於理論研究和實驗室試驗階段,離大規模生產高質量靶材有不小的差距,高質量靶材還是需要從國外進口。國外生產的靶材會結合其應用目的和背景,把靶材和薄膜放在一起研究。如果脫離了製備的薄膜,而僅僅隻是單純地去討論研究陶瓷靶材本身的工藝是沒有很大意義的。所以在研究靶材的微觀組織、物理化學性能的時候,要根據薄膜本身的使用要求。研究靶材性能與薄膜性能的關係,是至關重要的,既能根據薄膜應用要求進行相應的研發,又有利於國內靶材產業有目的性以及有實際意義的發展。研究靶材的結構、組成、性能、製備工藝與薄膜的結構、組成、性能和製備工藝等密切關聯,用性能優異的靶材容易製備出高性能的薄膜。當前,中國經濟處於高速增長期,其中通訊電子領域處於高速增長的尖端,電子產品屏幕的大量需求為中國靶材產業發展提供了機遇。靶材作為電子產品的基礎支撐,我國隻有抓住這一時間窗口發展高質量靶材產業,才能參與國際競爭,提高我國微電子行業在國際上的競爭力。

    1-1列出了全球主要生產靶材的企業排名情況。由該表可以看出靶材生產公司主要集中在發達國家,據統計從1990年到2016年之間,世界各國在美國申請的靶材專利數量,日本占58%,美國為27%,德國為11%

1-1 全球七大靶材供應商

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