溅射靶材行业深度:半导体PVD工艺核心耗材,国产化进程加速
东吴证券·2026-11-04 07:31

行业投资评级 - 半导体行业深度报告维持“增持”评级 [1] 核心观点 - 溅射靶材是薄膜沉积核心耗材,市场规模持续扩容,需求由晶圆产能扩张与单片用量提升双轮驱动 [4] - 相较CVD,磁控溅射材料与基板可选范围广、膜厚易控、附着力强,已成为工业化薄膜制备主流技术 [4] - 中国2025年溅射靶材市场规模33.65亿元,2026年有望达38亿元 [4][10] - 逻辑芯片向7-3nm迭代、3D-NAND与HBM工艺升级及Chiplet、CoWoS先进封装,共同推升单片晶圆靶材用量与单位价值 [4][17] - SEMI预测2026-2027年中国300mm晶圆厂设备支出维持双位数增长,资本开支向靶材采购传导 [4][19] - 全球半导体靶材远期市场规模有望超70亿美元,较当前有翻倍空间 [4][25] - 靶材生产工序复杂、技术壁垒极高,头部格局具备较强稳定性 [4] - 海外龙头工艺积累深厚,AI需求带动半导体材料业务量利齐升并加速全球产能布局 [4] - 国产替代持续深化,国内厂商在制程覆盖、客户导入与经营兑现上同步突破 [4] 溅射靶材行业概况与市场空间 - 溅射靶材是半导体、显示、光伏等薄膜沉积工艺的核心耗材,工作原理为真空环境中利用高能粒子轰击靶坯表面使原子逸出并沉积在基板上形成薄膜,即PVD中的磁控溅射技术 [9] - 与真空蒸镀相比,溅射可处理难熔金属与氧化物、适合大尺寸基板,已成为工业化薄膜制备主流技术 [9] - 溅射靶材应用于IC制造多个环节,包括晶圆制造镀膜和封装镀膜等 [10] - 中国溅射靶材市场规模2024年为29.3亿元、2025年为33.65亿元、2026年预计达38亿元 [13] - 全球溅射靶材行业头部集中,日本东曹、霍尼韦尔等市占率高,国内江丰电子位于龙头 [15] - 高纯度靶材头部格局稳固主要依赖较高的技术和客户认证壁垒,供应链一旦确定就具备较强粘性,市场份额格局难以短期剧烈洗牌 [15] - 2025年全球超高纯靶材营收份额中霍尼韦尔28.40%、东曹21.90%、住友化学17.20%、江丰电子11.30%、其它(普莱克斯/爱发科)21.20% [16] - 2025年中国半导体靶材市场份额中江丰电子16.20%、有研新材11.80%、阿石创8.70%、隆华科技6.50%、霍尼韦尔14.30%、日矿金属12.50%、东曹10.20%、其它海外18.10%、其它国内1.70% [16] 需求驱动逻辑与市场测算 - 驱动逻辑1:先进制程迭代推升单片晶圆靶材用量和价值,逻辑芯片向7-3nm迭代使金属互连层数增加,拉动钽、钴、铜锰合金等高附加值靶材品类消耗,对靶材纯度、晶粒结构、间隙杂质控制标准大幅收紧,带动单位重量靶材价值提升 [17] - 3D-NAND堆叠层数升级、HBM高带宽存储工艺升级既增加靶材实际消耗量,又更多使用高单价合金靶材 [17] - Chiplet、CoWoS等异构先进封装叠加新增薄膜沉积需求 [17] - 驱动逻辑2:下游Fab厂及存储厂扩产预期明确,SEMI预测2026-2027年中国300mm晶圆厂设备支出维持双位数增长,头部厂商均上调资本开支规划,重点投向先进逻辑芯片、HBM、3D-NAND [19] - 晶圆厂资本开支传导至靶材实际采购存在3-4年时间滞后,只有设备进场、产线调试、良率爬坡完成后才会持续释放稳定靶材订单 [19] - 本轮新建产线与单片晶圆价值提升形成量价共振,厂商匹配海内外Fab厂投产节奏提前布局产能有望充分承接新增耗材需求 [19] - 全球靶材市场远期或有望翻倍,2030年预计将超过70亿美元 [25] - 产能假设:2026年全球300mm产能约960万片/月,SEMI预计全球300mm产能从2024年底至2028年保持约7%复合增长、2028年达约1,110万片/月,预测2030年全球300mm产能达1,282万片/月,其中逻辑、DRAM、NAND分别为782、290和210万片/月 [26] - 单位晶圆靶材消耗量假设:2025年逻辑、DRAM和NAND每万片晶圆对应靶材消耗量分别为31套、29套和19套,预计2030年逻辑和DRAM分别提高至36套和33套,NAND维持在19套左右,主要因3D NAND新增堆叠层及字线沉积大量采用CVD/ALD工艺、不直接消耗溅射靶材 [27] - 综合单价假设:由2025年的1.0万美元/套逐步提高至2030年的1.5万美元/套,2025—2030年复合增速约8.4%,单价提升主要考虑高纯钽、钴、钨等高价值靶材占比增加及大尺寸、高纯度和复杂加工靶材带来的产品结构升级 [27] - 市场规模测算:2025A为30亿美元、2026E为41亿美元、2027E为50亿美元、2028E为60亿美元、2029E为66亿美元、2030E为75亿美元 [28] 靶材生产流程与技术壁垒 - 高端靶材制备横跨材料科学与精密制造,纯度要求极高(5N及以上)且成本占比超70%的核心金属原料需依次经历靶坯成型、轧制锻造等热机械处理、高精度机加工、背板绑定及超高洁净清洗等繁多工序 [29] - 全流程中任一工艺参数微小波动都将直接影响最终膜层的电学、光学性能及器件可靠性 [29] - 熔炼与粉末冶金双轨并行,致密度与组织均一性是靶材性能的核心标尺 [31] - 钽、铌等主用电子束或电弧熔炼工艺,钨、钼及合金靶材多用粉末冶金法以抑制成分偏析 [31] - 行业严格要求粉末冶金法与熔炼法制备的靶材致密度需分别突破97.0%和98.0% [31] - 电子束熔炼(EB)在高真空环境下利用高能电子束轰击金属,能深度去除氧、碳等非金属杂质与气体,轻松实现超高致密度(>98.0%)与6N级别高纯度,但冷却凝固时极易形成尺寸巨大的柱状晶粒甚至成分偏析 [34] - 热等静压(HIP)在高温下施加均匀多向高压促使金属粉末内部微孔与裂纹愈合,获得细小且均匀的各向同性晶粒结构,完美规避熔炼法成分偏析问题,但极度依赖前端高纯粉末品质且粉末表面积大易吸附氧气导致靶材氧含量偏高 [34] - 熔炼法核心优势为致密度高(>98.0%)、排气排杂效果极佳、极易实现6N以上超高纯度,技术劣势为冷却后易形成粗大柱状晶、极度依赖后道锻造与轧制工艺打碎晶粒、多相合金易发生偏析 [37] - 粉末冶金法核心优势为晶粒细小均匀、可实现近净成型、完美解决难熔合金成分偏析问题,技术劣势为致密度相对略低(>97.0%)、粉末比表面积大极易引入氧杂质、对前端高纯粉体要求极高 [37] - 电子束熔炼后必须引入包含锻造、轧制与退火在内的热机械处理(TMP)工序,通过多道次交叉轧制施加形变应力并结合阶梯退火工艺激发金属重结晶,将原始大晶粒彻底破碎并细化 [38] - 晶粒越细小均匀、晶界占比越高,整体溅射效率与大面积成膜均匀性越优异,可有效避免沉积薄膜出现微观起伏的“山峰效应” [38] - 多晶体内部特定晶面(织构)控制对薄膜良率具有决定性影响,以半导体钽靶为例其体心立方结构中(011)晶面与(111)晶面原子排列密度不同、溅射速率落差极大,靶材厂商需通过严密轧制变形量与退火温度配比刻意抑制(011)晶面生长、使靶材整体呈现均一的(111)等特定织构取向 [39] - 靶坯还需经过车削、铣削、磨削等高精度机加工工序,随后进入涵盖纯度分析、晶粒与织构EBSD表征及超声波探伤检测的综合检测环节 [40] - 靶材与背板异质焊接界面是热应力控制的核心,国内在靶材智能制造转型中缺乏有效在线检测手段,异质焊接界面热应力分布、结合强度演变无法实时评估 [43] - 靶材与背板结合主要包含软钎焊与扩散焊两大路径,随着晶圆尺寸迈向300mm,国内传统电子束焊机定位精度(±50µm)已无法满足300mm溅射靶材(±10µm)的苛刻焊接要求 [43] - 靶材与背板界面结合质量直接影响靶材使用寿命与放电稳定性,连接界面处要求成分过渡均匀且必须严格杜绝孔洞和裂纹等微观缺陷萌生 [44] 海外主要公司 - JX金属2026年半导体用溅射靶材全球份额约65%(公司自身估计),技术体系包括高纯化、成分与组织控制、表面处理、分析评价等方法,其中高纯铜技术可达9N等级 [47] - JX金属从设备厂新产品开发阶段介入材料设计,通过标准材料指定进入晶圆厂采购体系,并获得台积电、英特尔、SK海力士供应商认可 [47] - JX金属FY2026Q1半导体靶材销量同比增长26%,半导体材料分部收入521亿日元、营业利润144亿日元,同比分别增长34%、69%,营业利润率27.6%、较上年同期提高约5.7个百分点 [47] - JX金属薄膜材料收入456亿日元、营业利润153亿日元,同比分别增长40%、82%,主要由于AI数据中心需求持续扩张带动主要产品放量 [47] - JX金属集团同期收入2,606.04亿日元、营业利润814.46亿日元,同比分别增长36.2%、175.5%,利润增量中Caserones部分权益出售贡献191亿日元 [47] - JX金属在美国Mesa、中国台湾、韩国等主要半导体制造地区布局工厂,计划自FY2027起将日本半导体靶材产能提高至FY2025的约1.3倍,并分别扩张中国台湾、韩国加工能力 [52] - 东曹靶材业务以高纯金属和化合物材料双线布局,美国Tosoh SMD主要生产4N–5N5高纯钛靶用于半导体阻挡层和硬掩膜等限位材料制造,日本山形县Tosoh Specialty Materials已量产销售GaN溅射靶材并有更高导电性等级研发同步推进 [53] - 东曹FY2027Q1集团收入2,741.74亿日元、营业利润311.83亿日元,同比分别增长11.8%、93.9%;先进材料收入由上年同期301亿日元增至343亿日元、营业利润由25亿日元增至32亿日元,同比分别增长14.0%、28.0%,营业利润率由8.3%升至9.3% [53] - 东曹靶材方面海外半导体客户出货增加、国内出货基本持平,海外业务构成主要增长来源 [53] - 霍尼韦尔以铜合金与细晶工艺形成靶材特色,由独立上市主体Solstice运营,Solstice于2025年10月30日完成分拆并独立上市,原半导体材料业务纳入其电子及特种材料(ESM)体系 [59] - Solstice提供6N铜与铜合金、5N5铝及铝合金、多等级高纯钛以及W、Mo、Ru等金属靶材,覆盖传统互连与新型金属材料需求 [59] - Solstice 2026Q2电子材料收入1.19亿美元、同比增长15%;ESM收入2.98亿美元、调整后EBITDA 0.64亿美元,同比分别增长8%、24%,调整后EBITDA利润率由18.8%升至21.6%、提高2.8个百分点 [60] - Solstice集团收入11.48亿美元、同比增长11%,归属于公司股东的净利润由上年同期0.97亿美元增至1.19亿美元 [60] - 霍尼韦尔等通道转角挤压(ECAE)工艺通过让金属反复通过等截面带转角通道使晶粒得到剪切变形细化并均匀化,从而提高靶材强度与成膜均匀性,据公司说明高强度整体式CuMn靶使用寿命可达原有水平的1.5倍以上并支持更高锰含量成分设计 [64] - 霍尼韦尔布局Spokane、Sunnyvale、Chonburi、上海四处电子材料研发中心构成跨区域技术服务网络 [64] 国内主要公司 - 江丰电子成立于2005年,产品体系覆盖先进制程、成熟制程以及多类特色工艺,靶材产品覆盖130nm-5nm全技术节点,精密零部件业务自2021年启动放量、2026年上半年收入6.45亿元、占营收比重23.56%成为第二大业务板块 [65] - 江丰电子2018—2025年营业收入由6.50亿元增至46.04亿元,归母净利润由0.59亿元增至5.00亿元 [66] - 江丰电子2026H1营业收入27.37亿元、同比增长30.68%,归母净利润5.40亿元、同比增长113.61%,扣非归母净利润2.06亿元、同比增长17.15%,同期非经常性损益净额3.34亿元、非流动性资产处置损益2.63亿元(税前) [66] - 江丰电子2026H1靶材贡献收入61.04%、零部件贡献23.56%,两项业务合计达84.60% [73] - 江丰电子已成为国内少数进入台积电、SK海力士、中芯等大型企业靶材供应商列表的企业,并同时向多家知名厂商提供设备零部件 [73] - 江丰电子2026H1超高纯溅射靶材收入16.71亿元、占比61.04%,半导体精密零部件收入6.45亿元、占比23.56% [74] - 江丰电子具备塑性加工、焊接、表面处理、机械加工和分析检测等完整装备体系,投入万吨油压机、电子束焊机、大型热等静压等装备,截至2026年黄湖基地部分厂房已交付、自动化产线模块完成单机测试、韩国基地启动主体施工 [75] - 有研新材靶材业务主要由有研亿金承载,12英寸Cu/CuMn靶材已应用于14–3nm芯片互连并批量供应境内外头部客户,Ta靶材适配先进逻辑、3D NAND、DRAM、HBM等应用,Co、NiPt和W系列共同扩展先进材料体系 [76] - 有研新材2026H1靶材收入同比增长超过45%,319项在验证产品中有105项实现批量供货 [76] - 有研新材2026H1营业收入61.58亿元、同比增长50.35%,归母净利润1.83亿元、同比增长40.89%,扣非归母净利润1.43亿元、同比增长16.98%,有研亿金同期收入48.62亿元、净利润1.95亿元 [77] - 有研新材形成北京昌平、山东德州生产基地及山东乐陵原料配套布局,德州大尺寸12英寸靶材产线持续爬坡,并通过韩国、日本、新加坡、中国台湾等地渠道拓展客户覆盖 [83] - 欧莱新材覆盖铜、铝、钼及钼合金、ITO、TCOM等近40种靶材,显示产品适配G5–G11世代线,已向京东方、华星光电、惠科等面板厂批量供货,具备6N高纯无氧铜制备能力、氧含量可控制在3ppm内 [84] - 欧莱新材2026H1营业收入5.08亿元、同比增长133.43%,归母净利润0.69亿元、扣非归母净利润0.70亿元,较上年同期亏损0.07亿元、0.11亿元实现扭亏,经营现金流净额0.54亿元、同比增长1,439.29% [84][85] - 欧莱新材2026H1靶材收入1.75亿元、金属材料及加工件收入2.98亿元,分别占合并收入34.43%、58.64% [85] - 欧莱新材靶材毛利率36.72%、金属材料及加工件毛利率19.02%,两项业务分别贡献约0.64亿元、0.57亿元毛利 [89] - 欧莱新材打通超高纯金属提纯、靶材制备、核心部件制造及废靶回收再生环节,IC铜靶样品晶粒尺寸、均匀性、取向等内部测试指标均达到14–28nm制程使用要求 [93] - 阿石创经营超过200种PVD镀膜材料,覆盖显示、光学、半导体及新能源等领域,钼及钼合金、AMOLED银合金、ITO、W合金等形成规模供货体系,多种半导体金属及合金靶材已通过芯片客户测试并获得头部晶圆与存储客户正式订单 [94] - 阿石创2026H1营业收入7.83亿元、同比增长16.39%,归母净利润0.37亿元、扣非归母净利润0.28亿元、同比由亏转盈 [94] - 阿石创2026H1溅射靶材、蒸镀材料、合金及金属材料收入分别为2.88亿元、2.43亿元、2.44亿元,同比分别增长0.25%、14.34%、61.44%,三条产品线毛利率分别为17.92%、13.82%、7.17%,同比提高11.89、10.63、9.28个百分点 [94] - 阿石创钼靶已进入国内外头部面板企业供应链,据公司披露其钼靶材

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