楊揚 王振華 謝夢

氧化銦錫（Indium Tin Oxide，ITO）靶材，是一種N型半導(dǎo)體材料。利用銦摻錫和形成氧空位，形成1020～1021/cm3的載流子濃度和10～30（cm3/vs）的遷移率，這個機理提供了在10-4（Ω·cm）數(shù)量級的低薄膜電阻率，所以ITO薄膜具有半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能[1]。借助其優(yōu)異的透明導(dǎo)電性能、透明性及良好的加工性能，ITO導(dǎo)電膜得到高速發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。我國早在新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”重點產(chǎn)品中就已經(jīng)把ITO靶材作為“十二五”攻關(guān)重點項目立項研究，前幾年發(fā)布的《2014—2016新型顯示產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展行動計劃》和《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點產(chǎn)品和服務(wù)指導(dǎo)目錄（2016版）》都明確將氧化物靶材列入有色金屬電子材料發(fā)展重點，2018年9月工業(yè)和信息化部發(fā)布《重點新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄（2018年版）》已將高密度ITO靶材列入先進基礎(chǔ)材料。

1 氧化銦錫靶材用途

在薄膜晶體管液晶顯示器（thin—film transistor—liquid crystal display，TFT—LCD）中的導(dǎo)電薄膜按材質(zhì)分為遮光型和透光型2大類。遮光型導(dǎo)電薄膜就是普通的導(dǎo)電金屬，如鋁（Al）、銅（Cu）、鉬（Mo）、鉻（Cr）、鈦（Ti）等。透光薄膜一般是在一些半導(dǎo)體氧化物中摻雜金屬元素，如ITO等[1]。TFT—LCD導(dǎo)電薄膜的特殊性在于使用了透明的摻錫氧化錫，所以已成為TFT—LCD的制造重要的電極材料。

TFT—LCD工藝按順序分為陣列（Array）、成盒（Cell）和模塊（Module）。以5層薄膜圖案的工藝為例，ITO靶材主要是通過濺射（sputter）成膜工藝形成像素電極，與彩膜基板上的共用電極一起形成液晶像素的上下電極，控制液晶分子的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)顯示。其在5層薄膜圖案的工藝流程是： 濺射前清洗→ITO濺射→ITO后清洗→涂膠→曝光→顯影→顯影后檢查→ITO濕刻→刻蝕后檢查→去膠→退火→陣列終檢→激光修復(fù)（見圖1）。

此外，ITO薄膜還有2個作用：一是存儲電容上的ITO為存儲電容的另一個電極，與第一次光刻的金屬電極一起形成了存儲電容的上下電極，2電極之間的介質(zhì)層為絕緣層和鈍化層。二是外引線處的ITO為柵線和信號線金屬的保護層，為防止金屬電極直接暴露在大氣下氧化，在外引線暴露金屬電極的部分覆蓋上ITO起到保護作用。

2 國內(nèi)氧化銦錫靶材廠商的發(fā)展現(xiàn)狀

近年國內(nèi)ITO靶材技術(shù)研發(fā)和引進發(fā)展壯大，先后涌現(xiàn)了多個高端ITO靶材產(chǎn)線項目，目前國內(nèi)靶材制造商約16家，包含已形成一定規(guī)模銷售的、正處于研發(fā)階段和擬進入的（以下排名不分先后）：分別是隆華科技、廣西晶聯(lián)光電材料有限責任公司（以下簡稱“廣西晶聯(lián)”）、株洲冶煉集團股份有限公司（以下簡稱“株冶集團”）、福建阿石創(chuàng)新材料股份有限公司（以下簡稱“福建阿石創(chuàng)”）、先導(dǎo)薄膜材料（廣東）有限公司（以下簡稱“先導(dǎo)薄膜”）、河北恒博精細陶瓷材料有限公司（以下簡稱“河北恒博”）、蕪湖映日新材料科技有限公司（以下簡稱“映日科技”）、歐萊集團（以下簡稱“東莞歐萊”）、西北稀有金屬材料研究院（以下簡稱“寧夏905”）、安徽拓吉泰新型陶瓷科技有限公司（以下簡稱“安徽拓吉泰”）、韶關(guān)西格瑪技術(shù)有限公司、江蘇比昂電子材料有限公司（以下簡稱“江蘇比昂”）、廣州尤特新材料有限公司（以下簡稱“尤特新材”）、云錫集團、中山智隆新材料科技有限公司（以下簡稱“中山智隆”）、河北冠靶科技有限公司、株洲火炬安泰新材料有限公司等。在此簡單概述國內(nèi)主要的廠商發(fā)展現(xiàn)狀，具體如下：

①廣西晶聯(lián)成立于2007年9月，2016年8月被隆華節(jié)能收購，持有其70%的股權(quán)，成為隆華科技旗下專注靶材生產(chǎn)的子公司，在廣西柳州和河南洛陽分別擁有一條ITO靶材產(chǎn)線，產(chǎn)品先后在國內(nèi)多條彩色濾光片（CF）和TFT—LCD產(chǎn)線通過測試認證。

②株冶集團由1956年建廠的株洲冶煉廠改制而成，2004年在上海交易所上市，2010年并入中國五礦集團，是國內(nèi)最大的原生銦生產(chǎn)企業(yè)，是國內(nèi)銦錠行業(yè)標準的起草牽頭單位和ITO靶材國標的牽頭起草單位，擁有一條ITO靶材生產(chǎn)線。

③福建阿石創(chuàng)是一家集薄膜材料生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)，于2002年成立。從事觸控面板及液晶面板用ITO靶材、Si靶材、Mo靶材、Cu靶材和Ti靶材等生產(chǎn)銷售，2017年5月該公司于深交所創(chuàng)業(yè)板上市。2017年投資建設(shè)了一條ITO靶材產(chǎn)線（包含銅背板），于2017年8月進入試生產(chǎn)。

④先導(dǎo)薄膜前身是比利時優(yōu)美科和清遠先導(dǎo)稀材股份有限公司共同出資成立的合資公司，其中優(yōu)美科占股60%，清遠先導(dǎo)占股40%。2017年11月先導(dǎo)收購優(yōu)美科股份，更名為先導(dǎo)薄膜材料（廣東）有限公司。2017年在合肥新站區(qū)投資建設(shè)年產(chǎn)800t靶材生產(chǎn)線，分2期建設(shè)。該項目一期于2018年8月16日開工；2019年8月28日先導(dǎo)集團北方總部落戶河南安陽。

⑤河北恒博始于1986年，前身為河北鵬達新材料有限公司。公司的主要產(chǎn)品為高純氧化鋁，氧化鋯粉，ITO氧化銦錫靶材，其營收以氧化鋁和氧化鋯為主。

⑥蕪湖映日公司成立于2015年，前身是廈門映日新材料科技有限公司，成立于2007年，現(xiàn)公司下設(shè)噴涂（熱噴/冷噴）靶材事業(yè)部、TFT靶材事業(yè)部、ITO靶材事業(yè)部，主要以銷售ITO旋轉(zhuǎn)靶材為主。

⑦東莞歐萊于1999年引進美國硅谷技術(shù)成立濺射靶材公司。在廣東韶關(guān)、廣東東莞厚街設(shè)立了生產(chǎn)和研發(fā)基地，主要從事開發(fā)ITO平面靶及旋轉(zhuǎn)靶材的生產(chǎn)銷售。

⑧安徽拓吉泰2013年由4位海歸博士回國創(chuàng)辦成立，位于合肥新站高新區(qū)，是一家從事先進材料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。主要生產(chǎn)ITO、AZO、澆筑與噴涂等磁控濺射靶材。

⑨尤特新材成立于2003年，是一家集高品質(zhì)濺射靶材的研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)于一體的國家高新技術(shù)企業(yè)。其ITO事業(yè)部首席技術(shù)官/技術(shù)部長許積文在2019年中國國際OLED產(chǎn)業(yè)大會上介紹，公司2017年開始介入ITO靶材的研發(fā)生產(chǎn)，2018年新建200t/a的ITO高性能靶材項目并完成了試生產(chǎn)。

⑩中山智隆2019年6月由廣州智沐科技有限公司與韓國LG集團下屬LT金屬有限公司合資成立，承擔公司總部、研發(fā)中心、結(jié)算中心、生產(chǎn)基地等職能，采用韓國喜星靶材制備技術(shù)，目標將打造成全球ITO靶材和半導(dǎo)體靶材行業(yè)的標桿。

此外，由于國內(nèi)的ITO靶材多數(shù)廠商仍未穩(wěn)定形成大批量進入高端TFT—LCD市場或仍在進行試鍍認證，產(chǎn)品在中低端市場競爭日益激烈。而且由于ITO靶材產(chǎn)品含量74.4%是金屬銦，面對金屬銦市場的異常波動，生產(chǎn)廠商更需要雄厚的資金實力和流動資金保障整個生產(chǎn)的穩(wěn)定運行，所以近幾年已有部分廠商開始逐步退出該領(lǐng)域。

3 氧化銦錫靶材產(chǎn)業(yè)機遇與挑戰(zhàn)

3.1 市場行業(yè)機遇

隨著2018年中國大陸京東方科技集團股份有限公司（以下簡稱“京東方”）在合肥的10.5代線順利實現(xiàn)量產(chǎn)，中國電子熊貓集團（以下簡稱“中電熊貓”）咸陽8.6代、中電熊貓成都8.6代、TCL華星光電技術(shù)有限公司（以下簡稱“華星光電”）11代線相繼點亮投產(chǎn)。中國大陸新型顯示產(chǎn)業(yè)近幾年來進步明顯，TFT—LCD的產(chǎn)能產(chǎn)量位居全球第1，綜合競爭力不斷攀升，中國已成為全球最大TFT—LCD顯示面板生產(chǎn)基地、全球最大的信息消費產(chǎn)品生產(chǎn)基地。在產(chǎn)業(yè)鏈的需求拉動作用下，我國大陸的新型顯示產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)保持正向增長。同時進一步鞏固我國的TFT—LCD的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，各大面板廠商穩(wěn)步推進AMOLED新型技術(shù)量產(chǎn)。從市場變化情況來看，其主要顯示應(yīng)用領(lǐng)域仍保持持續(xù)增長（詳見圖2）。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年中國大陸顯示器件營收規(guī)模約406億美元，同比增長3.8%，全球占比34.2%，僅次于韓國位居世界第2。其中TFT—LCD營收約291億美元，全球占比37.7%；出貨超過1億m2，同比增長46.8%，全球占比42.6%，均已成為全球第1。

然而，從整個產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)據(jù)分析，盡管中國大陸新型顯示產(chǎn)業(yè)鏈的上游原材料和制造裝備的營收達到113億美元，但在核心顯示材料的本地化配套率不足60%，生產(chǎn)裝備的本地化配套率不足20%。通過面板上下游產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)數(shù)據(jù)分析，中國大陸產(chǎn)業(yè)鏈的控制能力仍然偏弱，且在前瞻技術(shù)局部上與國外先進企業(yè)還存在明顯的差距。另從產(chǎn)業(yè)的投資總量分析，近幾年我國新增的面板產(chǎn)業(yè)投資結(jié)構(gòu)過于集中，新增投資總額近4 000億元，增長了近2.5倍，90%左右的投資都是集中在面板，而在面板產(chǎn)業(yè)鏈的顯示材料和制造裝備投資卻不足10%。

3.2 發(fā)展挑戰(zhàn)

國內(nèi)ITO靶材廠商主要面臨著與國外技術(shù)差距、顯示技術(shù)的不斷發(fā)展、替代材料的興起等多方面的挑戰(zhàn)。首先國內(nèi)廠商擁有的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)水平，相對于日韓還是存在一定的差距，這在一定程度上導(dǎo)致了如靶材的光電性能以及批量品質(zhì)方面都略遜一籌。由于ITO靶材作為TFT—LCD的關(guān)鍵材料，一旦出現(xiàn)品質(zhì)異常都會對其造成的巨大損失，因此下游面板廠商對材料的采購非常謹慎，往往需要對新的靶材供應(yīng)商經(jīng)過多次和長期的驗證及批量驗證后才能逐步供貨。其次，OLED相比LCD技術(shù)具備較為明顯的性能優(yōu)勢（見圖3）。預(yù)計隨著OLED的技術(shù)成熟，成本日趨下降，后續(xù)會有越來越多的電子設(shè)備采用OLED技術(shù)。

從LCD和OLED工藝對比來看，OLED工藝的變化主要體現(xiàn)在中段成盒工序中。由于OLED不需要彩色濾光片，會對ITO靶材的使用增長量會造成一定的影響。由于OLED技術(shù)擁有自發(fā)光、廣視角、對比度高、低能耗、重量超輕薄、溫度適應(yīng)性強、制作工藝簡單等優(yōu)點，已成為制作柔性顯示器件的顯示技術(shù)，柔性O(shè)LED也將成為智能設(shè)備的“新藍?！?。近年來，柔性O(shè)LED顯示技術(shù)也得到了快速的發(fā)展，例如目前許多智能手機、智能手表等均已采用了柔性O(shè)LED技術(shù)[2]。由于ITO靶材的易脆性，ITO雖然在固定曲面柔屏面板上仍能使用，但在柔性可折疊和可卷式柔性面板顯示領(lǐng)域中不具備優(yōu)勢，所以出現(xiàn)了一些替代材料。已有相關(guān)研究顯示納米銀、金屬網(wǎng)格、石墨烯等象征著未來的印刷技術(shù)相比ITO更具有優(yōu)勢。而納米銀線就是最有希望能替代其作為電極的可撓式觸控材料[3]。

4 結(jié)語

我國ITO靶材行業(yè)近幾年發(fā)展也較迅速，其中以民營合資企業(yè)居多。隨著我國已成為全球最大的面板生產(chǎn)基地，已經(jīng)有國外的靶材技術(shù)企業(yè)開始逐步將靶材技術(shù)轉(zhuǎn)移至國內(nèi)，借助國內(nèi)的相關(guān)政策和地域優(yōu)勢，更有利于服務(wù)巨大的面板產(chǎn)業(yè)客戶。但從下游面板產(chǎn)業(yè)來看，新增面板產(chǎn)線的增速放緩，國內(nèi)80%左右的面板產(chǎn)線主要集中在如京東方、華星光電、惠科股份有限公司、中電熊貓等幾家大型的面板制造商?？v觀面板產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“液晶周期”，所以在未來的3～5年，ITO靶材將會形成一個高速競爭發(fā)展期，在國家相關(guān)政策和面板廠商的積極推動下，誰能突破關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化瓶頸，率先實現(xiàn)TFT—LCD產(chǎn)業(yè)規(guī)?；慨a(chǎn)，在面板產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商獲得一席之地。同時也希望國內(nèi)的企業(yè)通過差異化產(chǎn)品路線，共同推動我國面板產(chǎn)業(yè)的上游材料國產(chǎn)化替代，為下游面板廠商配套供應(yīng)不同領(lǐng)域的高端ITO靶材產(chǎn)品。

參考文獻

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[2] 周文龍.淺析柔性O(shè)LED專利布局[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2019（6）：160.

[3] 次時代屏幕的未來：柔性屏與噴墨印刷[J].網(wǎng)印工業(yè)，2019（5）：52—54.