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半导体靶材
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徐诗扬
徐诗扬·头豹分析师
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行业定义
靶材是制备薄膜的主要材料之一,主要应用于集成电路、平板显示、太阳能电池、智能玻璃等,对材料纯度和稳定性要求高。溅射是制备薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在真空中经过加速聚集而形成高速的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。
AI访谈
行业分类
半导体芯片靶材按照材料的不同可分为钢靶、钽靶、铝靶、钛靶、钴靶、钨靶和合金靶材。
AI访谈
行业特征
半导体靶材是所有溅射靶材中要求最高的靶材,其对于技术、材料结构以及材料纯度都有非常严格的要求,对应价格也最为昂贵。正因为半导体行业的要求精细化,半导体靶材使用材料的范围广泛,需要进行定制化研发。半导体靶材的生产过程中的五大核心技术分别是超高纯金属控制和提纯技术、晶粒晶向控制技术、异种金属大面积焊接技术、金属的精密加工及特殊处理技术和靶材的清洗包装技术。
AI访谈
发展历程

半导体靶材行业

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政策梳理
半导体靶材行业
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竞争格局
AI访谈数据图表
摘要
靶材是半导体、显示面板、异质结光伏领域等的关键核心材料,存在工艺不可替代性,其中尤属半导体靶材的要求最为苛刻,在生产技术、材料纯度以及材料结构等方面均有严格的要求。半导体靶材在半导体中占比很小却对于半导体有着至关重要的作用。本文将解答以下几个问题:(1)半导体靶材的产业链护城河有哪些?(2)半导体靶材生产过程的核心技术是什么? (1)半导体靶材的产业链护城河有哪些?一是行业技术壁垒较高。 半导体靶材制造环节首先需要根据下游应用领域的性能、需求进行特有的工艺设计,然后再进行反复的塑性变形、热处理等,过程中需要精确地控制晶粒、晶向等关键指标,再经过焊接、机械加工、清洗干燥、真空包装等工序,技术相当复杂。二是供应商资质壁垒。半导体企业对合格半导体靶材供应商的资格认证和考核要求极其严格,一旦半导体靶材供应商被纳入半导体企业的合格供应商目录,就会形成较为稳固的长期合作关系。 (2)半导体靶材生产过程的核心技术是什么?半导体靶材五大核心技术分别是超高纯金属控制和提纯技术、晶粒晶向控制技术、异种金属大面积焊接技术、金属的精密加工及特殊处理技术和靶材的清洗包装技术。五大技术在生产工艺中主要影响靶材的纯度、杂质含量、密实度、晶粒尺寸及尺寸分布、结晶取向与结构均匀性、几何形状与尺寸等,进而影响镀膜溅射效率及沉积薄膜的质量。
半导体靶材行业定义
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Prompt
半导体靶材是一种特殊的材料,用于制造半导体器件的制备过程中。半导体靶材行业的定义有多种,其中最常用的包括以下三种: 1. 晶圆制造:半导体靶材是一种用于制造半导体器件的高纯度材料,通常是由单晶硅或多晶硅制成。 2. 薄膜制备:半导体靶材是一种用于制备薄膜材料的高纯度材料,通常是由金属或化合物制成。 3. 磁控溅射:半导体靶材是一种用于磁控溅射制备薄膜材料的高纯度材料,通常是由金属或化合物制成。 这三种定义之间的区别和差异主要是应用领域不同。第一种定义主要针对晶圆制造领域,主要是指半导体器件的制备过程中所需的高纯度材料。第二种定义主要针对薄膜制备领域,主要是指制备薄膜材料所需的高纯度半导体靶材。第三种定义主要针对磁控溅射领域,主要是指用于磁控溅射制备薄膜材料的高纯度半导体靶材。因此,在选择半导体靶材时,需要根据自己的应用领域和需求来选择不同的定义。
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靶材是制备薄膜的主要材料之一,主要应用于集成电路、平板显示、太阳能电池、智能玻璃等,对材料纯度和稳定性要求高。溅射是制备薄膜材料的主要技术之一,它利用离子源产生的离子,在真空中经过加速聚集而形成高速的离子束流,轰击固体表面,离子和固体表面原子发生动能交换,使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面,被轰击的固体是用溅射法沉积薄膜的原材料,称为溅射靶材。
半导体靶材用于晶圆导电阻挡层及封装金属布线层制作。各种类型溅射靶材中半导体靶材技术要求最高,其对纯度要求通常高达5N5以上,且对尺寸精密度也存在极高要求。半导体芯片用金属溅射靶材的作用是在芯片上制作传递信息的金属导线,具体工艺过程为在完成溅射工艺后,使各种靶材表面的原子一层一层地沉积在半导体芯片的表面上,然后再通过特殊的加工工艺,将沉积在芯片表面的金属薄膜刻蚀成纳米级别的金属线,将芯片内部数以亿计的微型晶体管相互连接起来,从而起到传递信号的作用。
[1]
1:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1735034363364333195&wfr=spider&for=pc
2:半导体靶材是什么
半导体靶材行业分类
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最主流的分类标准是按照材料类型进行分类。半导体靶材行业按照材料类型可以分为金属半导体材料、氧化物半导体材料、氮化物半导体材料、碳化物半导体材料等。 金属半导体材料是常见的半导体靶材。主要包括铜、铝、铁、铬、镍、锌等金属材料。这些材料在制备半导体器件时,通常作为电极、导线、接触层等应用。金属半导体材料具有高导电性和良好的热传导性能,且价格相对较低。但是,金属半导体材料的电学性能不稳定,易受到氧化、腐蚀等因素的影响。 氧化物半导体材料主要包括氧化铝、氧化锌、氧化铟等材料。这些材料具有良好的化学稳定性、光学性能和机械性能,广泛应用于半导体器件的制备中。氧化物半导体材料价格相对较高,但在高温、高压、高能量等环境下具有良好的耐受性和稳定性。 氮化物半导体材料具有较高的电学性能和光学性能,通常用于制备蓝光LED、激光器等器件。典型的氮化物半导体材料包括氮化铝、氮化镓和氮化硅等。这些材料价格相对较高,但是在高温环境中仍能保持良好的性能。 碳化物半导体材料是新兴的半导体材料,具有高硬度、高热稳定性和高导电性等特点。碳化硅是碳化物半导体材料中应用最广泛的一种,常用于制备高功率电子器件。碳化物半导体材料的价格相对较高,但是具有极高的性能和稳定性。 总体来说,各种半导体材料具有不同的特点和应用场景。选择合适的半导体材料可以有效提高器件的性能和稳定性。在实际应用中,不同类型的半导体材料也可以进行组合和混合使用,以实现更好的性能和效果。
开通头豹会员
半导体芯片靶材按照材料的不同可分为钢靶、钽靶、铝靶、钛靶、钴靶、钨靶和合金靶材。
半导体靶材分类
高纯铝靶
高纯铝靶主要用于制作半导体芯片导电层。由于高纯铝靶对于响应速度存在影响,其在110nm以下的技术节点较少使用。
高纯钛靶
高纯铝靶在制作半导体芯片阻挡层方面应用较广,主要用于8英寸品圆片130nm和180nm技术钛靶材节点上。
高纯铜靶
高纯铜靶材适用于直流二极溅射、三极溅射、四极溅射、射频(RF)溅射、离子束溅射、磁控溅射等,相比其他靶材,高纯铜靶的价格较低。
高纯钽靶
高纯钽靶主要用在12英寸晶圆片90nm以下的高端半导体芯片上。
高纯钴靶
高纯钴靶可与芯片表面的硅层生成一层薄膜,起到接触作用。
高纯钨靶
高纯钨靶主要用于半导体芯片存储器领域。
合金靶材
合金靶材的种类较多包括铜锰合金靶材、镍铂合金靶材、钨钛合金靶材等,镍铂合金靶材与钨钛合金靶材主要作为半导体芯片的接触层。
[2]
1:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1735034363364333195&wfr=spider&for=pc
2:https://zhuanlan.zhihu.com/p/535980664
3:半导体靶材是什么 溅射靶材 - P1 行业概述
半导体靶材是什么 溅射靶材 - P1 行业概述
半导体靶材行业特征
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Prompt
商业模式、竞争环境和行业周期是中国半导体靶材行业的三个重要维度。 商业模式 中国半导体靶材行业的商业模式主要是B2B模式,即企业之间的商业交易模式。半导体靶材制造商与半导体芯片制造商之间建立了紧密的供应链关系。半导体靶材制造商主要通过批量生产、稳定质量和降低成本来吸引客户,半导体芯片制造商则注重合作伙伴的稳定供应和质量保障。此外,半导体靶材制造商还通过技术创新、新产品开发和客户服务来提高市场占有率。 竞争环境 中国半导体靶材行业的竞争环境主要体现在两个方面:一是国内市场竞争激烈,二是国际市场竞争加剧。 国内市场竞争激烈。中国半导体靶材制造商数量众多,规模差异较大,创新能力和技术水平参差不齐。市场竞争主要集中在价格、质量、供货能力和客户服务等方面。此外,国内的半导体芯片制造商也在逐渐崛起,他们不仅是半导体靶材制造商的最终客户,也是竞争对手。 国际市场竞争加剧。半导体靶材制造业是全球化产业,竞争主要来自日本、美国、韩国等发达国家。这些国家的企业在技术创新、质量管理、生产效率和客户服务方面具有较强的竞争力,同时也在全球市场上拥有广泛的销售渠道和客户资源。 行业周期 中国半导体靶材行业的周期性较强,主要受到半导体市场需求、技术进步和国家政策等因素的影响。 半导体市场需求是主要因素。随着5G、人工智能、物联网等新兴应用的兴起,对半导体芯片的需求将会进一步增长,从而带动了半导体靶材市场的需求。另外,半导体市场的周期性也会对半导体靶材市场产生影响,市场景气度的波动会使得半导体靶材制造商的生产和销售受到影响。 技术进步也是周期性的。半导体靶材制造技术是半导体工业中的先进制造技术之一,技术进步会对半导体靶材行业的生产效率、产品质量和产品性能等方面产生重要影响。另外,技术进步也会带来新的市场机会,例如新材料的开发和应用等。 国家政策也是周期性的。政策的变化会对半导体靶材行业产生直接或间接的影响。例如,政府鼓励半导体产业发展会促进半导体靶材行业的发展,政策的调整也可能会对半导体靶材行业的生产和销
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半导体靶材是所有溅射靶材中要求最高的靶材,其对于技术、材料结构以及材料纯度都有非常严格的要求,对应价格也最为昂贵。正因为半导体行业的要求精细化,半导体靶材使用材料的范围广泛,需要进行定制化研发。半导体靶材的生产过程中的五大核心技术分别是超高纯金属控制和提纯技术、晶粒晶向控制技术、异种金属大面积焊接技术、金属的精密加工及特殊处理技术和靶材的清洗包装技术。
1
技术门槛高
半导体芯片对溅射靶材的技术要求最高,价格也最为昂贵,对于靶材纯度和技术的要求高于平面显示器、太阳能电池等其他应用领域。
半导体靶材的生产需要经过预处理、塑性加工、热处理、焊接、机加、净化、检测等多道工艺处理,塑性变形再结晶过程需要重复进行。五大技术在生产工艺中主要影响靶材的纯度、杂质含量、密实度、晶粒尺寸及尺寸分布、结晶取向与结构均匀性、几何形状与尺寸等,进而影响镀膜溅射效率及沉积薄膜的质量。
2
纯度要求高
半导体靶材纯度要求一般在 5N(99.999%)以上。
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,溅射靶材若杂质含量过高,形成的薄膜就无法达到使用所要求的电性能,并且在溅射过程中易在晶圆上形成微粒,导致电路短路或损坏,将严重影响薄膜的性能。
3
定制化研发
由于半导体靶材使用材料的广泛性需要定制化研发突破。
半导体靶材使用的金属材质种类非常广泛包括铜、钽、铝、钛、钴、钨以及各种合金,在实际提纯、加工、焊接过程各种金属具体情况不同,需要定制化研发突破。
[3]
1:https://mp.weixin.qq.com/s/sPFskMRkP0SzOWRcTfTNqQ
2:半导体靶材行业深度报告:被忽视的核心耗材,十倍空间可期
半导体靶材行业深度报告:被忽视的核心耗材,十倍空间可期
词条作者链
徐诗扬·头豹分析师
2022-10-28
修改“半导体靶材”词条报告
徐诗扬·头豹分析师
2022-09-22
发布“半导体靶材”词条报告
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