溅射靶材主要用于制备薄膜材料,是溅射镀膜技术中的关键组成部分。半导体芯片行业是金属溅射靶材的主要应用领域之一,也是对靶材的成分、组织和性能要求最高的领域。具体来讲,半导体芯片的制作过程可分为硅片制造、晶圆制造和芯片封装等三大环节,其中,在晶圆制造和芯片封装这两个环节中都需要用到金属溅射靶材。
溅射靶材与芯片的关系
溅射靶材与芯片之间存在密切的关系。溅射靶材是磁控溅射沉积薄膜的材料源,它在芯片制造过程中起着至关重要的作用。
首先,溅射靶材用于制备半导体芯片中的金属薄膜。在磁控溅射过程中,高速离子流轰击不同种类的金属溅射靶材的表面,使靶材表面的原子或分子一层一层地沉积在半导体芯片的表面上。这些沉积的原子或分子随后形成金属薄膜,它们被进一步加工成纳米级别的金属线,连接芯片内部数以亿计的微型晶体管,从而起到传递信号的作用。
其次,溅射靶材的应用贯穿了半导体芯片的多个制造环节。在晶圆制造环节,溅射靶材主要用于制作晶圆导电层、阻挡层以及金属栅极,对靶材的纯度要求极高,通常使用铜、铝、钛、钽等金属靶材。在芯片封装环节,溅射靶材则主要用于贴片焊线的镀膜,以确保芯片与外部电路的连接稳定性。
此外,不同的溅射靶材具有不同的物理和化学性质,它们的选择和使用直接影响芯片的性能和稳定性。例如,硅靶材常用于制备绝缘层,铝靶材用于制备导电层,而钛靶材和钨靶材则常用于制备屏障层。这些金属薄膜的厚度、均匀性和纯度都是决定芯片性能的关键因素。
溅射靶材主要应用于超大规模集成电路芯片、液晶面板、薄膜太阳能电池制造的物理气相沉积(PVD)工艺,用于制备电子薄膜材料靶材市场最大的下游应用是包括半导体、液晶面板等在内的电子行业。其中溅射靶材在半导体领域的占比高达45%。

据中研普华产业院研究报告《2023-2028年国内半导体靶材行业发展趋势及发展策略研究报告》分析
高纯溅射靶材是伴随着半导体工业的发展而兴起的,集成电路产业成为目前高纯溅射靶材的主要应用领域之一。随着信息技术的飞速发展,要求集成电路的越来越高,电路中单元器件尺寸不断缩小,元件尺寸由毫米级到微米级,再到纳米级。每个单元器件内部由衬底、绝缘层、介质层、导体层及保护层等组成,其中,介质层、导体层甚至保护层都要用到溅射镀膜工艺,因此溅射靶材是制备集成电路的核心材料之一。集成电路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。因此半导体镀膜用靶材价格昂贵。半导体靶材主要在晶圆制造和封装测试过程中使用。
未来溅射靶材行业发展前景
据SEMI统计,溅射靶材市场约占晶圆制造材料的2.6%,约占封装材料的2.7%。全球半导体靶材市场规模与全球半导体材料市场规模变化趋势相近。预计未来几年半导体靶材市场整体稳定,仍将保持中速增长。中国半导体靶材市场相较全球市场增速更为明显,处于较快发展阶段。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中第一位,超过市场上熟知的原油和铁矿石等资源品。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。
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2023-2028年国内半导体靶材行业发展趋势及发展策略研究报告
中研普华通过对半导体靶材行业长期跟踪监测,分析半导体靶材行业需求、供给、经营特性、获取能力、产业链和价值链等多方面的内容,整合行业、市场、企业、用户等多层面数据和信息资源,为客户提...
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