ITO靶材的市场领域

  ITO靶材在工件表面涂层、平面显示器、光碟、半导体集成电路等方面的应用越来越广泛。该文对ITO靶材的市场概况进行了概述,并对ITO靶材的市场前景和发展趋势进行了探究,主要从ITO靶材在微电子、平面显示器、存储技术领域等三方面市场进行了简要分析。

  自从二十世纪九十年代以来,ITO靶材技术得到了广泛的发展,在各种新型电子元器件领域发挥了极为重要的作用。在平面显示器产业、半导体集成电路制造领域、信息存储产业等产业和领域中,都广泛地应用到了ITO靶材技术。本文对ITO靶材的市场领域进行了分析,希望能够继续推动ITO靶材的市场应用与发展。

  ITO靶材的市场概况

  根据相关统计数据显示,ITO靶材在全球范围内保持着极高的年平均增长率,且在今后相当长的一段时间内还将继续保持增长,销售额不断增加,ITO靶材具有良好的市场发展前景。

  作为一种附加值很高的特种电子材料,ITO靶材在光学镀膜、存储器、显示器、微电子等产业中得到了广泛的使用,多用于各种薄膜材料的生产和制作。根据BCC等相关行业报告,在光学镀膜、存储器、显示器、微电子等产业中ITO靶材的使用数量已经超过了2000吨。由于产业的需要,靶材的大小和形状各有不同,其尺寸从三米至几厘米不等,平均化之后将其换算为单位靶材,则上世纪末本世纪初全球的靶材使用情况约为374000单位。将靶材换算为面积,薄膜的面积超过了三亿平方米。这也说明,ITO靶材的市场非常广阔,市场前景非常可观。

  以靶材消耗重量为依据,靶材最大的应用市场应该是光学镀膜产业。在光学镀膜产业中,靶材多用于大面积镀膜玻璃的制造上。到上世纪末,全球靶材消耗量的百分之七十以上都用于光学镀膜产业。微电子的靶材使用量为全球靶材消耗量的百分之十左右,百分之八左右则用于光磁存储产业。值得注意的是,上世纪初平面显示器的靶材消耗量仅为全球靶材消耗量的百分之五左右,但到本世纪,平面显示器产业消耗的靶材数量在全球靶材消耗量中的比例已经有了明显的提高。

  然而,如果以靶材的消费单位来计算,而不是以靶材的重量来进行统计的话,会得到不一样的统计结果。全球靶材消费单位的百分之九十五左右都被存储媒体产业和微电子产业所使用。这是由于存储媒体产业和微电子产业对靶材的利用率不高,而使用面积也相对较小,这就造成了这两个产业的靶材消费单位较高,平面显示器和玻璃镀膜的尺寸约为三米左右,而存储媒体业和微电子业的镀膜面积的尺寸不到二十厘米。

  通过统计数据可以得知,未来几年内光学镀膜产业、存储媒体产业、微电子产业和平面显示器产业中ITO靶材技术仍然是一项主流技术。根据BCC的预测,十年后全球利用ITO靶材技术生产的薄膜的面积还会继续上升,且年增长率将高于百分之十五。而靶材的消耗水平的增长率将低于镀膜面积的增长率,其主要原因在于镀膜技术的不断进步,在各应用产业中薄膜厚度不断降低,从而减少了相同面积镀膜中靶材的消耗量。

  当前ITO靶材最大的问题就是靶材的利用率问题,当前在靶材的使用方面,能够得到有效利用的靶材仅有四分之一左右,而其他四分之三的靶材材料都由于阴极电场而改变了性质或表面形状,不能确保镀膜的品质,只能废弃不用。因此,要进一步扩大ITO靶材市场,就应该加强对靶材使用寿命的研究,不断提高靶材的利用率,达到降低成本的目的[2]。

  ITO靶材的市场发展前景

  在全球范围内,日本、美国和德国是全球靶材制造商的主要总部所在地。以美国为例,美国境内的中小规模靶材经销商和制造商的数量大约为几十家,靶材制造企业的规模约为几十人至几百人不等。为了完善靶材的售后服务,主要的靶材制造商一般会根据接近使用者的原则,在全球各地的客户所在地设置分公司。在新加坡、韩国、台湾、中国大陆等亚洲国家和地区,都逐渐建立了薄膜元件或产品工厂,随着这些地区光碟制造厂、液晶显示器制造厂以及IC制造厂的不断增加,这些国家和地区逐渐成为了ITO靶材的新兴市场。例如我国台湾地区就由日本三菱公司、三井公司、爱发科公司、日矿公司等建立了光碟用靶材生产基地,能够满足该地区将近一半的靶材生产需要。

  ITO靶材的下游应用产业的发展与靶材材料技术的发展趋势有着直接的关系,薄膜技术的发展会影响到薄膜元件以及产品的技术改进,从而推进ITO靶材技术的发展[3]。例如IC制造业中就逐渐淘汰了铝模工艺,发展了新型的地电阻率铜布线。这也反向推动了阻挡层靶材和铜靶材的技术开发。本世纪以来,以阴极射线管(CRT)为主的电视机和电脑显示器市场就逐渐被平面显示器所取代,对ITO靶材技术的市场需求和技术需求也相应提高。高密度可擦写光盘、大容量硬盘和高密度硬盘的市场需求量不断增加,存储技术市场对靶材的需求量也在增加。

  本文认为ITO靶材的市场发展趋势主要表面在微电子领域、平面显示器领域和存储技术领域。

  微电子领域的ITO靶材市场。对薄膜和ITO靶材品质要求最高的应用产业就是微电子产业,当前互连线的宽度不断减小,而硅晶片的技术含量也在不断提高[4]。为了满足硅片制造商在靶材方面细晶粒、低偏析、高纯度和大尺寸的要求,靶材必须在微观结构方面进行提升,对薄膜沉积率影响最大的是靶材的均匀性和结晶粒子直径。为了提高薄膜的纯度,还必须不断提高靶材的纯度。由于铜的电阻率更低且抗电迁移能力更高,因此为了解决铜互连线腐蚀而造成的短路问题,要采用电阻率高、熔点高的材料作为阻挡层。这就要求不断研制新的靶材材料,满足微电子领域ITO靶材市场的需要。

  平面显示器领域的ITO靶材市场。在电视机和电脑显示器市场,平面显示器的发展非常迅速,从而推动了ITO靶材的市场需求和技术发展。当前在平面显示器领域有两种ITO靶材:铟锡合金靶材和氧化铟与氧化锡粉烧结靶材。当前氧化铟与氧化锡粉烧结靶材的应用率较高,其具有电导率高,膜厚控制精确、沉积速度快的特点,然而这两种物质的烧结有一定的困难,靶材的制作难度较大。因此,要继续开发ITO靶材在平面显示器领域的市场,就要继续研究新的靶材原料。此外,靶材的利用率也是一个重要的方面,必须不断提高靶材的利用率,并开发出实用性更强的ITO靶材。

  存储技术领域的ITO靶材市场。存储技术领域的ITO靶材市场主要是大容量、高密度硬盘的发展需要。以巨磁阻薄膜材料的需求量最大,用TbFeCo 合金靶材能够制作出可反复无接触擦写、寿命长、容量大的磁光盘,且靶材的磁导率越低,其膜厚就越均匀。因此,在存储技术领域的ITO靶材市场的发展方向主要是对TbFeCo 合金靶材的结构和成分进行优化和研究。

  ITO靶材具有良好的市场发展前景,能够在更多的应用领域发挥更为重要的作用。在ITO靶材的发展方面,为了适应各应用产业的需求,当前已经开发出了复杂合金和化合物靶材制造技术、管状或平面形ITO靶材等等,能够满足存储媒体产业、玻璃镀膜以及FPD、TFT厂商的要求,进一步扩大和深化ITO靶材市场应用领域。

  颜广昱 文

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