PVD（Physical Vapor Deposition）技術(shù)是制備薄膜材料的主要技術(shù)之一，在真空條件下采用物理方法，將某種材料氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體（或等離子體）過程，在基板材料表面沉積具有增透、反射、保護(hù)導(dǎo)電、導(dǎo)磁、絕緣、耐腐蝕、抗氧化、防輻射、裝飾等特殊功能的薄膜材料的技術(shù)。用于制備薄膜材料的物質(zhì)被稱為 PVD鍍膜材料。濺射鍍膜和真空蒸發(fā)鍍膜是最主流的兩種 PVD鍍膜方式。

濺射鍍膜

濺射靶材具有高純度、高密度、多組元、晶粒均勻等特點(diǎn)，一般由靶坯和背板組成。靶坯屬于濺射靶材的核心部分，是高速離子束流轟擊的目標(biāo)材料。靶坯被離子撞擊后，其表面原子被濺射飛散出來并沉積于基板上制成電子薄膜。由于高純度金屬強(qiáng)度較低，因此濺射靶材需要在高電壓、高真空的機(jī)臺環(huán)境內(nèi)完成濺射過程。超高純金屬的濺射靶坯需要與背板通過不同的焊接工藝進(jìn)行接合，背板起到主要起到固定濺射靶材的作用，且需要具備良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。

按使用的原材料材質(zhì)不同，濺射靶材可分為金屬/非金屬單質(zhì)靶材、合金靶材、化合物靶材等。濺射鍍膜工藝可重復(fù)性好、膜厚可控制，可在大面積基板材料上獲得厚度均勻的薄膜，所制備的薄膜具有純度高、致密性好、與基板材料的結(jié)合力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為制備薄膜材料的主要技術(shù)之一，各種類型的濺射薄膜材料已得到廣泛的應(yīng)用，因此，對濺射靶材這一具有高附加值的功能材料需求逐年增加，濺射靶材亦已成為目前市場應(yīng)用量最大的 PVD 鍍膜材料。

超高純金屬及濺射靶材是電子材料的重要組成部分，濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈主要包括金屬提純、靶材制造、濺射鍍膜和終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)，其中，靶材制造和濺射鍍膜環(huán)節(jié)是整個濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

上游的金屬提純主要從自然界重點(diǎn)金屬礦石進(jìn)行提純，一般的金屬能達(dá)到 99.8%的純度，濺射靶材需要達(dá)到 99.999%的純度。

靶材制造環(huán)節(jié)首先需要根據(jù)下游應(yīng)用領(lǐng)域的性能需求進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行反復(fù)的塑性變形、熱處理來控制晶粒、晶向等關(guān)鍵指標(biāo)，再經(jīng)過水切割、機(jī)械加工、金屬化、超生測試、超聲清洗等工序。

濺射靶材制造所涉及的工序精細(xì)且繁多，工序流程管理及制造工藝水平將直接影響到濺射靶材的質(zhì)量和良品率。

此環(huán)節(jié)是在濺射靶材產(chǎn)業(yè)鏈條中對生產(chǎn)設(shè)備及技術(shù)工藝要求最高的環(huán)節(jié)，濺射薄膜的品質(zhì)對下游產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要影響。

在濺射鍍膜過程中，濺射靶材需要安裝在機(jī)臺中完成濺射反應(yīng)，濺射機(jī)臺專用性強(qiáng)、精密度高，市場長期被美國、日本跨國集團(tuán)壟斷，主要設(shè)備提供商包括 AMAT（美國）、ULVAC（日本）、ANELVA（日本）、Varian（美國）、ULVAC（日本）等行業(yè)內(nèi)知名企業(yè)。

真空蒸發(fā)鍍膜

真空蒸發(fā)鍍膜是指在真空條件下，通過蒸發(fā)源加熱蒸發(fā)某種物質(zhì)使其沉積在基板材料表面來獲得薄膜的一種技術(shù)。被蒸發(fā)的物質(zhì)被稱為蒸鍍材料。蒸發(fā)鍍膜最早由 M.法拉第在 1857年提出，經(jīng)過一百多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為主流鍍膜技術(shù)之一。

真空蒸發(fā)鍍膜系統(tǒng)一般由三個部分組成：真空室、蒸發(fā)源或蒸發(fā)加熱裝置、放置基板及給基板加熱裝置。在真空中為了蒸發(fā)待沉積的材料，需要容器來支撐或盛裝蒸發(fā)物，同時需要提供蒸發(fā)熱使蒸發(fā)物達(dá)到足夠高的溫度以產(chǎn)生所需的蒸汽壓。

真空蒸發(fā)鍍膜工作原理示意圖

真空蒸發(fā)鍍膜技術(shù)具有簡單便利、操作方便、成膜速度快等特點(diǎn)，是應(yīng)用廣泛的鍍膜技術(shù)，主要應(yīng)用于光學(xué)元器件、LED、平板顯示和半導(dǎo)體分立器的鍍膜。真空鍍膜材料按照化學(xué)成分主要可以分為金屬/非金屬顆粒蒸發(fā)料，氧化物蒸發(fā)料，氟化物蒸發(fā)料等。

蒸鍍材料種類

金屬及非金屬顆粒

鋁蒸發(fā)料、鎳蒸發(fā)料、銅蒸發(fā)料、銀蒸發(fā)料、鈦蒸發(fā)料、硅蒸發(fā)料、釩蒸發(fā)料、鎂蒸發(fā)料、錫蒸發(fā)料、鉻蒸發(fā)料、銦蒸發(fā)料、銀銅蒸發(fā)料、金蒸發(fā)料、微晶銀粉等。

氧化物

鈦鉭合金、鋯鈦合金、硅鋁合金、三氧化二鋁、二氧化鋯、五氧化三鈦、石英環(huán)、石英片、氧化鉺、鈦酸鑭等

氟化物

氟化鎂、氟化鏑、氟化鑭等

蒸鍍材料主要工藝流程包括混料，原料預(yù)處理，成型，燒結(jié)和檢測等。將配制好的原料經(jīng)過機(jī)械混合達(dá)到均勻分散（混料），然后進(jìn)行常溫或高溫處理（原料預(yù)處理）來提高材料的純度，細(xì)化顆粒的粒度，激發(fā)材料的反應(yīng)活性，降低材料燒結(jié)溫度。接下來經(jīng)過機(jī)械方式將材料加工至達(dá)到所需規(guī)格（成型）。成型后將材料在高溫下燒結(jié)，使陶瓷生坯固體顆粒的相互鍵聯(lián)，最后成為具有某種顯微結(jié)構(gòu)的致密多晶燒結(jié)體的過程（燒結(jié)）。待蒸鍍材料生產(chǎn)完后，采用蒸發(fā)鍍膜設(shè)備對材料的性能進(jìn)行檢測，檢查產(chǎn)品性能指標(biāo)是否合格。

真空鍍膜材料工藝流程

原料粉末——配料——混料——原料預(yù)處理——成型——預(yù)燒——真空燒結(jié)——分揀——真空包裝

濺射鍍膜和蒸發(fā)鍍膜的對比：

濺射鍍膜工藝可重復(fù)性好、膜厚可控制，可在大面積基板材料上獲得厚度均勻的薄膜，所制備的薄膜具有純度高、致密性好、與基板材料的結(jié)合力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為制備薄膜材料的主要技術(shù)之一，各種類型的濺射薄膜材料已得到廣泛的應(yīng)用，因此，對濺射靶材這一具有高附加值的功能材料需求逐年增加，濺射靶材亦已成為目前市場應(yīng)用量最大的 PVD 鍍膜材料。

蒸發(fā)鍍膜簡單便利、操作方便、成膜速度快。從工藝制造角度上來看，蒸鍍材料的制造復(fù)雜度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濺射靶材，蒸發(fā)鍍膜常用于小尺寸基板材料的鍍膜。

競爭格局

平板顯示器主要包括液晶顯示器（LCD）、等離子顯示器（PDP）、場致發(fā)光顯示器（EL）、場發(fā)射顯示器（FED）、有機(jī)發(fā)光二極管顯示器（OLED）以及在 LCD 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的觸控（TP）顯示產(chǎn)品。

其中，市場應(yīng)用以液晶顯示器為主。鍍膜是現(xiàn)代平板顯示產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，為保證大面積膜層的均勻性，提高生產(chǎn)率和降低成本，幾乎所有類型的平板顯示器件都會使用大量的鍍膜材料來形成各類功能薄膜，其所使用的 PVD 鍍膜材料主要為濺射靶材，平板顯示器的很多性能如分辨率、透光率等都與濺射薄膜的性能密切相關(guān)。

平板顯示行業(yè)主要在顯示面板和觸控屏面板兩個產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)使用 PVD 鍍膜材料。其中，平板顯示面板的生產(chǎn)工藝中，玻璃基板要經(jīng)過多次濺射鍍膜形成 ITO 玻璃，然后再經(jīng)過鍍膜，加工組裝用于生產(chǎn) LCD 面板、PDP 面板及 OLED 面板等。觸控屏的生產(chǎn)，則還需將 ITO 玻璃進(jìn)行加工處理、經(jīng)過鍍膜形成電極，再與防護(hù)屏等部件組裝加工而成。

此外，為了實(shí)現(xiàn)平板顯示產(chǎn)品的抗反射、消影等功能，還可以在鍍膜環(huán)節(jié)中增加相應(yīng)膜層的鍍膜。

在OLED 工藝中，TFT 陣列和 Cell 成盒兩個階段包含眾多復(fù)雜工藝，關(guān)鍵設(shè)備（TFT 設(shè)備、蒸鍍設(shè)備和封裝設(shè)備）幾乎被日本、韓國和美國所壟斷，且設(shè)備價格昂貴，其中蒸鍍設(shè)備是整個面板生產(chǎn)過程中最核心的環(huán)節(jié)，直接影響到制成品的良率和質(zhì)量，目前市場上的蒸鍍設(shè)備由日、韓兩國壟斷。

PVD 鍍膜工藝起源于國外，在行業(yè)發(fā)展初期，鍍膜設(shè)備和鍍膜材料的配套以國外廠商為主。國外 PVD 鍍膜材料廠商的鍍膜材料經(jīng)過與下游客戶的鍍膜設(shè)備、鍍膜工藝的長期磨合，各項(xiàng)性能指標(biāo)與客戶的匹配性已較好，具有較強(qiáng)的先發(fā)優(yōu)勢，因此，長期以來全球 PVD 鍍膜材料研制和生產(chǎn)主要集中于美國、日本和德國少數(shù)公司，產(chǎn)業(yè)集中度較高。

高純?yōu)R射靶材屬于典型的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，研發(fā)生產(chǎn)設(shè)備專用性強(qiáng)。在一定程度上，全球半導(dǎo)體工業(yè)的區(qū)域集聚性造就了高純?yōu)R

射靶材生產(chǎn)企業(yè)的高度聚集。自誕生之日起，以美國、日本為代表的高純?yōu)R射靶材生產(chǎn)企業(yè)便對核心技術(shù)執(zhí)行嚴(yán)格的保密措施，導(dǎo)致濺射靶材行業(yè)在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)明顯的區(qū)域集聚特征，生產(chǎn)企業(yè)主要集中在美國和日本。

全球范圍內(nèi)，日礦金屬、霍尼韋爾、東曹、普萊克斯、住友化學(xué)等資金實(shí)力雄厚、技術(shù)水平領(lǐng)先、產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)豐富的跨國公司居于全球高純?yōu)R射靶材行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位，屬于濺射靶材的傳統(tǒng)強(qiáng)勢企業(yè)，占據(jù)全球?yàn)R射靶材市場的絕大部分市場份額，主導(dǎo)著全球?yàn)R射靶材產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。