PVD镀膜材料行业分析报告.docx
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PVD镀膜材料行业分析报告
2017年PVD镀膜材料行业分析报告
2017年11月
1PVD镀膜两大主流：
溅射镀膜和真空蒸发镀膜.........5
1.1溅射镀膜和溅射靶材....................5
1.2真空蒸发镀膜和蒸镀材料.....................10
2溅射靶材市场容量巨大，景气度不断增加..........14
2.1市场容量分析..............................14
2.2半导体行业：
发展迅猛，需求旺盛...............15
2.3平板显示行业：
稳定增长，前景广阔...............19
2.4太阳能行业：
高速发展，井喷增长...............22
2.5光学元器件行业：
多元驱动，稳步发展............24
3PVD镀膜行业竞争格局：
美、日垄断，中国崛起.........27
3.1溅射靶材被美、日、德跨国企业垄断...............27
3.2大陆OLED产线如雨后春笋，蒸镀设备一机难求......29
3.3政策利好国内厂商，有望松动垄断格局...........31
4产业链自上而下金字塔分布，产业特征强区域性......33
4.1溅射靶材产业链各环节参与企业数量基本呈金字塔型分布.............................................33
4.2溅射靶材上游产业集中度高，下游产业市场扩容....34
4.3产业特征：
弱周期性，强区域性...............36
5投资策略......................................39
6风险提示......................................40
图目录
图1：
溅射镀膜工作原理示意图...............6
图2：
溅射靶材................................7
图3：
溅射靶材发展历程..............................8
图4：
溅射靶材产业链.......................8
图5：
溅射靶材工艺流程.................10
图6：
真空蒸发镀膜工作原理示意图...............11
图7：
真空镀膜材料.........................12
图8：
真空镀膜材料加工工艺流程...................13
图9：
溅射镀膜和蒸发镀膜对比.......................14
图10：
2016年全球溅射靶材市场容量（亿美元）..........15
图11：
全球高纯溅射靶材市场规模预测（亿美元）........15
图12：
全球半导体2008-2016销售额...................17
图13：
中国半导体2009-2017销售额及预测........17
图14：
2011-2017全球半导体用溅射靶材市场规模及预测............................................19
图15：
2010-2016中国半导体用溅射靶材市场规模及预测........................................19
图16：
平板显示行业镀膜工艺流程............20
图17：
2013-2017全球触控屏出货量及预测...........22
图18：
2013-2017中国触控屏出货量及预测...........22
图19：
2009-2016全球累积光伏装机量...............24
图20：
2009-2016中国累积光伏装机量...............24
图21：
2014-2019中国视频监控设备市场规模及预测...26
图22：
2015-2020全球车载摄像头市场规模预测......26
图23：
OLED制造工艺流程.....................30
图24：
ELVESSOLED大规模生产系统...............30
图25：
SunicOLED蒸镀设备...............32
图26：
高纯溅射靶材产业链各环节参与企业数量呈金字塔分布..............................................36
图27：
溅射靶材生产企业主要集中在美国、日本.........39
表目录
表1：
溅射靶材分类...........................7
表2：
蒸镀材料种类...........................12
表3：
全球太阳能电池用溅射靶材市场规模......24
表4：
各品牌手机2015年和2016年的市场份额和增长率情况.............................................27
表5：
国外主要溅射靶材厂商...............28
表6：
国内OLED产线布局统计...............29
表7：
中小尺寸OLED蒸镀设备主要厂商...............31
表8：
国家大力支持溅射靶材相关政策...............33
表9：
国内主要PVD镀膜材料厂商...............34
表10：
溅射靶材产业链各环节主要公司...............37
表11：
重点关注公司盈利预测与评级...............40
1PVD镀膜两大主流：
溅射镀膜和真空蒸发镀膜
PVD（PhysicalVaporDeposition）技术是制备薄膜材料的主要技术之一，在真空条件下采用物理方法，将某种材料气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基板材料表面沉积具有增透、反射、保护导电、导磁、绝缘、耐腐蚀、抗氧化、防辐射、装饰等特殊功能的薄膜材料的技术。
用于制备薄膜材料的物质被称为PVD镀膜材料。
经过多年发展，PVD镀膜技术被广泛用于应用于电子、光学、机械、建筑、材料等领域，溅射镀膜和真空蒸发镀膜是最主流的两种PVD镀膜方式。
1.1溅射镀膜和溅射靶材
溅射（Sputtering）镀膜技术利用离子源产生的离子，在高真空中经过加速聚集，而形成高速度能的离子束流，轰击固体表面，离子和固体表面原子发生动能交换，使固体表面的原子离开固体并沉积在基底表面而形成薄膜材料。
被轰击的固体原料是用溅射法沉积薄膜的原材料，称为溅射靶材。
溅射靶材具有高纯度、高密度、多组元、晶粒均匀等特点，一般由靶坯和背板组成。
靶坯属于溅射靶材的核心部分，是高速离子束流轰击的目标材料。
靶坯被离子撞击后，其表面原子被溅射飞散出来并沉积于基板上制成电子薄膜。
由于高纯度金属强度较低，因此溅射靶材需要在高电压、高真空的机台环境内完成溅射过程。
超高纯金属的溅射靶坯需要与背板通过不同的焊接工艺进行接合，背板起到主要起到固定溅射靶材的作用，且需要具备良好的导电、导热性能。
图1：
溅射镀膜工作原理示意图
按使用的原材料材质不同，溅射靶材可分为金属/非金属单质靶材、合金靶材、化合物靶材等。
溅射镀膜工艺可重复性好、膜厚可控制，可在大面积基板材料上获得厚度均匀的薄膜，所制备的薄膜具有纯度高、致密性好、与基板材料的结合力强等优点，已成为制备薄膜材料的主要技术之一，各种类型的溅射薄膜材料已得到广泛的应用，因此，对溅射靶材这一具有高附加值的功能材料需求逐年增加，溅射靶材亦已成为目前市场应用量最大的PVD镀膜材料。
表1：
溅射靶材分类
图2：
溅射靶材
溅射技术起源于1842年格罗夫在实验室发现了阴极溅射现象。
他在研究电子管阴极腐蚀的时候，发现阴极材料迁移到真空管壁上来了。
但是由于当时的实验设备比较落后，对于溅射的物理机理一直不是很清楚。
到20世纪初期，只对化学活动性很强的材料采用溅射技术，20世纪70年代后真正出现了磁控溅射技术，出现了商品化的溅射装备并应用于小型生产。
20世纪80年代，溅射技术真正进入工业化大生产的时代。
随后到了21世纪，各种新型溅射技术的出现让溅射技术走向辉煌。
现在的溅射技术已经成为一个相当成熟的工艺，并且广泛应用于半导体、光伏、显示屏等各个产业。
图3：
溅射靶材发展历程
超高纯金属及溅射靶材是电子材料的重要组成部分，溅射靶材产业链主要包括金属提纯、靶材制造、溅射镀膜和终端应用等环节，其中，靶材制造和溅射镀膜环节是整个溅射靶材产业链中的关键环节。
图4：
溅射靶材产业链
上游的金属提纯主要从自然界重点金属矿石进行提纯，一般的金属能达到99.8%的纯度，溅射靶材需要达到99.999%的纯度。
靶材制造环节首先需要根据下游应用领域的性能需求进行工艺设计，然后进行反复的塑性变形、热处理来控制晶粒、晶向等关键指标，再经过水切割、机械加工、金属化、超生测试、超声清洗等工序。
溅射靶材制造所涉及的工序精细且繁多，工序流程管理及制造工艺水平将直接影响到溅射靶材的质量和良品率。
此环节是在溅射靶材产业链条中对生产设备及技术工艺要求最高的环节，溅射薄膜的品质对下游产品的质量具有重要影响。
在溅射镀膜过程中，溅射靶材需要安装在机台中完成溅射反应，溅射机台专用性强、精密度高，市场长期被美国、日本跨国集团垄断，主要设备提供商包括AMAT（美国）、ULVAC（日本）、ANELVA（日本）、Varian（美国）、ULVAC（日本）等行业内知名企业。
图5：
溅射靶材工艺流程
终端应用是针对各类市场需求利用封装好的元器件制成面向最终用户的产品，包括太阳能电池、智能手机、平板电脑、家用电器等终端消费电子产品，此环节技术面较宽，呈现多样化特征。
在溅射靶材应用领域中，半导体芯片对溅射靶材的金属材料纯度、内部微观结构等方面都设定了极其苛刻的标准，因此半导体芯片对溅射靶材的要求是最高的，通常要求达到99.9995%（5N5）以上，价格也最为昂贵。
相较于半导体芯片，平面显示器、太阳能电池对于溅射靶材的纯度和技术要求略低一筹，分别要求达到99.999%（5N）、99.995%（4N5）以上。
但随着靶材尺寸的增大，对溅射靶材的焊接结合率、平整度等指标提出了更高的要求。
1.2真空蒸发镀膜和蒸镀材料
真空蒸发镀膜是指在真空条件下，通过蒸发源加热蒸发某种物质使其沉积在基板材料表面来获得薄膜的一种技术。
被蒸发的物质被称为蒸镀材料。
蒸发镀膜最早由M.法拉第在1857年提出，经过一百多年的发展，现已成为主流镀膜技术之一。
真空蒸发镀膜系统一般由三个部分组成：
真空室、蒸发源或蒸发加热装置、放置基板及给基板加热装置。
在真空中为了蒸发待沉积的材料，需要容器来支撑或盛装蒸发物，同时需要提供蒸发热使蒸发物达到足够高的温度以产生所需的蒸汽压。
图6：
真空蒸发镀膜工作原理示意图
真空蒸发镀膜技术具有简单便利、操作方便、成膜速度快等特点，是应用广泛的镀膜技术，主要应用于光学元器件、LED、平板显示和半导体分立器的镀膜。
真空镀膜材料按照化学成分主要可以分为金属/非金属颗粒蒸发料，氧化物蒸发料，氟化物蒸发料等。
表2：
蒸镀材料种类
图7：
真空镀膜材料
蒸镀材料主要工艺流程包括混料，原料预处理，成型，烧结和检测等。
将配制好的原料经过机械混合达到均匀分散（混料），然后进行常温或高温处理（原料预处理）来提高材料的纯度，细化颗粒的粒度，激发材料的反应活性，降低材料烧结温度。
接下来经过机械方式将材料加工至达到所需规格（成型）。
成型后将材料在高温下烧结，使陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体的过程（烧结）。
待蒸镀材料生产完后，采用蒸发镀膜设备对材料的性能进行检测，检查产品性能指标是否合格。
图8：
真空镀膜材料加工工艺流程
溅射镀膜和蒸发镀膜的对比：
溅射镀膜工艺可重复性好、膜厚可控制，可在大面积基板材料上获得厚度均匀的薄膜，所制备的薄膜具有纯度高、致密性好、与基板材料的结合力强等优点，已成为制备薄膜材料的主要技术之一，各种类型的溅射薄膜材料已得到广泛的应用，因此，对溅射靶材这一具有高附加值的功能材料需求逐年增加，溅射靶材亦已成为目前市场应用量最大的PVD镀膜材料。
蒸发镀膜简单便利、操作方便、成膜速度快。
从工艺制造角度上来看，蒸镀材料的制造复杂度要远远低于溅射靶材，蒸发镀膜常用于小尺寸基板材料的镀膜。
图9：
溅射镀膜和蒸发镀膜对比
2溅射靶材市场容量巨大，景气度不断增加
PVD镀膜技术作为制备薄膜材料的主流技术，而溅射靶材亦是目前市场应用量最大的PVD镀膜材料，下面重点对溅射靶材的市场容量进行分析。
2.1市场容量分析
溅射技术作为薄膜材料制备的主流工艺，其应用领域广泛，如集成电路、平板显示器、太阳能电池、信息存储、工具改性、光学镀膜、电子器件、高档装饰用品等行业。
高纯溅射靶材则主要用于对材料纯度、稳定性要求更高的领域，如集成电路、平板显示器、太阳能电池、记录媒体、智能玻璃等行业。
20世纪90年代以来，随着消费类电子产品等终端应用市场的快速发展，溅射靶材的市场规模日益扩大，呈现高速增长的势头。
根据中国电子材料行业协会数据统计，2016年全球溅射靶材市场容量达113.6亿美元，其中平板显示市场容量最大，达到38.1亿美元，市场容量占比33.54%，记录媒体则屈居第二，市场容量达到33.5亿美元，太阳能电池和半导体市场容量分别是23.4亿美元和11.9亿美元。
据预测，到2019年，全球高纯溅射靶材市场规模将超过163亿美元，2016-2019年均复合增长率达13%。
溅射靶材全球市场容量日趋增大，行情景气度也在不断增加。
下面注重研究高纯溅射靶材具体的下游应用，如半导体、平板显示器以及太阳能电池等产业的市场容量和发展趋势。
2.2半导体行业：
发展迅猛，需求旺盛
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，要求集成电路的集成度越来越高，电路中单元器件尺寸不断缩小。
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。
2008年爆发的金融危机将全球半导体市场陷入全面衰退中，2009年全球半导体销售额仅为2249亿美元，同比下降9.75%。
此后，全球半导体市场温度迅速回升，2010年上涨至2989亿美元，同比增速达32.90%。
2011-2014年，全球半导体市场保持平稳增长，到2014年销售额达到3356亿美元，年均复合增长率为3.97%。
2015、2016年全球半导体行业市场规模与2014年基本持平。
据世界半导体贸易统计组织预测，2017年全球半导体行业市场规模将有小幅度增长，增长率为3.1%。
总体来看，近年来全球半导体市场仍然处于整体平稳上升阶段。
随着智能手机、平板电脑、汽车电子等终端消费领域对半导体需求的持续增长将进一步提升半导体市场容量，预计全球半导体市场在未来将保持持续增长的态势。
中国近几年来半导体产业有了快速发展，中国半导体产业的销售量多年来一直稳步上升。
从2009年的1992.7亿元的销售额到2016年6378亿元的销售额，基本上每隔两年翻一番，年均复合增长率为18%。
预计2017销售额将达到7200亿元，同比增速达12.90%。
随着国内电子产品制造业的飞速发展，中国半导体产业市场潜力巨大，市场容量也将保持增长势头。
图12：
全球半导体2008-2016销售额
图13：
中国半导体2009-2017销售额及预测
芯片产业是大数据、云计算、互联网的基础产业。
这些产业的迅猛发展为芯片带来了强劲的市场需求。
由于半导体行业所需溅射靶材品种繁多，且每一种需求量都较大，稳定的下游市场增速将有力地促进溅射靶材销售规模的扩大。
根据国际半导体设备与材料协会（SEMI）统计，2015年全球半导体材料销售额为435亿美元，其中晶圆制造材料销售额为242亿美元，封装材料为193亿美元。
在晶圆制造材料中，溅射靶材约占芯片制造材料市场的2.6%。
在封装测试材料中，溅射靶材约占封装测试材料市场的2.7%。
全球半导体用溅射靶材销售额从2011年的10.1亿美元到2015年为11.4亿美元，年均复合增长率为3.07%，其中晶圆制造用溅射靶材年均复合增长率为1.68%，封装测试用溅射靶材年均复合增长率为4.87%。
预计2017年将13.4亿美元，同比增长12.6%。
中国半导体产业的一路看涨也为溅射靶材市场的发展注入了新的活力。
2015年，中国半导体制造材料市场规模达到61.2亿美元，其中集成电路用溅射靶材市场规模为11.6亿元，预计2016年国内半导体用溅射靶材市场规模将突破14亿元。
随着国产溅射靶材的技术成熟，尤其是国产溅射靶材具备较高的性价比优势，并且符合溅射靶材国产化的政策导向，中国溅射靶材的市场规模有望进一步扩大，市场份额进一步提高。
2.3平板显示行业：
稳定增长，前景广阔
平板显示器主要包括液晶显示器（LCD）、等离子显示器（PDP）、场致发光显示器（EL）、场发射显示器（FED）、有机发光二极管显示器（OLED）以及在LCD基础上发展起来的触控（TP）显示产品。
其中，市场应用以液晶显示器为主。
镀膜是现代平板显示产业的基础环节，为保证大面积膜层的均匀性，提高生产率和降低成本，几乎所有类型的平板显示器件都会使用大量的镀膜材料来形成各类功能薄膜，其所使用的PVD镀膜材料主要为溅射靶材，平板显示器的很多性能如分辨率、透光率等都与溅射薄膜的性能密切相关。
平板显示行业主要在显示面板和触控屏面板两个产品生产环节使用PVD镀膜材料。
其中，平板显示面板的生产工艺中，玻璃基板要经过多次溅射镀膜形成ITO玻璃，然后再经过镀膜，加工组装用于生产LCD面板、PDP面板及OLED面板等。
触控屏的生产，则还需将ITO玻璃进行加工处理、经过镀膜形成电极，再与防护屏等部件组装加工而成。
此外，为了实现平板显示产品的抗反射、消影等功能，还可以在镀膜环节中增加相应膜层的镀膜。
图16：
平板显示行业镀膜工艺流程
对于LCD显示屏行业来说，发展态势将持续保持增长。
根据IHSMarkit数据显示，大尺寸平板显示器需求在2017－2018年间预计会增长5%-6%。
2011年以来，随着国内外平板显示厂商纷纷在中国大陆建立生产基地，全球平板显示产业重心逐渐向中国大陆转移。
加上政府政策的大力扶持，中国平板显示产业在未来几年将得到迅速发展，IHS预计到2018年中国将成为全球最大的平板显示器件供应国。
LCD面板市场最大的需求来自电视，LCD电视已经发展成为市场的主流产品。
作为全球最大的LCD电视生产国之一，中国LCD电视出货量变化趋势与全球基本同步。
根据工信部运行监测协调局数据，2014年中国LCD电视出货量为13865.9万台，同比增长13.3%，占当年出货量的92.9%，已成为中国市场主导。
2015年、2016年，中国LCD电视产量分别为14391.9万台、15714万台，分别比上年增长3.8%、9.2%。
国内平板显示面板行业的快速增长，为PVD镀膜材料厂商提供了广阔成长空间，预计未来几年PVD镀膜材料市场将保持快速增长态势。
对于触控屏行业来说，最大市场需求主要来自智能手机和平板电脑。
近年来，随着智能手机、平板电脑等智能终端产品的普及推广，全球触控显示产品和技术发展进步较快，产业规模不断提升。
智能终端产品的普及带动触控屏产业规模快速增长，2014年全球触控屏出货量近18亿片，同比增长约20%。
预计至2017年，全球触控屏产品出货量有望达到35-40亿片/年。
2014年，中国触控屏产量约10亿片，同比增长25%，占全球总产量比例超过50%。
按照当前的发展速度，预计至2017年中国触控屏行业年工业产值将达到70亿美元左右。
中国电子材料行业协会数据显示，2013年-2015年，全球平板显示用溅射靶材市场规模分别为29.5亿美元、31.4亿美元和33.8亿美元。
其中，中国平板显示用溅射靶材2013年度、2014年度、2015年度市场规模分别为39.4亿元、55亿元和69.3亿元。
2.4太阳能行业：
高速发展，井喷增长
从人类进入21世纪以来，全球气候变暖、生态环境恶化等环境问题接踵而至，全世界都在迫切寻求清洁能源来缓解环境压力。
太阳能凭借其普遍、清洁、能量巨大的优势成为各国关注的焦点。
制备太阳能电池较为常用的溅射靶材包括铝靶、铜靶、钼靶、铬靶以及ITO靶、AZO靶等，纯度要求一般在99.99%以上，其中，铝靶、铜靶用于导电层薄膜，钼靶、铬靶用于阻挡层薄膜，ITO靶、AZO靶用于透明导电层薄膜。
近年来全球太阳能光伏累积装机容量呈现快速增长的态势，2010年、2011年，全球累计光伏装机容量年增长率分别为73.97%、74.70%，表现出不同寻常的增长速度；2013年全球累计光伏装机容量达到138.83GW，2000年以来年均复合增长率为43.33%，太阳能光伏产业步入高速发展期，并带动上游太阳能电池等相关行业迅速发展。
预计未来几年，全球太阳能电池行业仍然处于产业上升阶段，市场将进一步全球化，新兴市场的范围和比重都将有所扩大。
近年来，中国太阳能光伏产业在全球太阳能光伏产业发展的带动下迅速发展。
从2010年光伏装机量0.8GW到2016年的77.42GW，中国的太阳能光伏产业迎来了井喷式爆发。
2010-2013四年中累计光伏装机容量增长率均超过100%，2011年更是达到了312.5%，年复增长率达到了180.61%。
2015年中国累计光伏装机容量达到43.36GW，占世界总量的18.90%。
太阳能光伏产业的快速发展给太阳能电池用溅射靶材市场带来了巨大的成长空间，2015年全球太阳能电池用溅射靶材市场规模18.5亿美元，比2014年增长21.7%。
表3：
全球太阳能电池用溅射靶材市场规模
目前国内太阳能电池主要以硅片涂覆型太阳能电池为主，薄膜电池的产量仍较小，而且以硅薄膜电池为主，因此溅射靶材市场规模较小，2013年度、2014年度、2015年度，市场规模约为3.5亿元、4.6亿元和7.5亿元；随着国内薄膜电池生产线的投产，中国太阳能电池用溅射靶材市场将持续增长。
2.5光学元器件行业：
多元驱动，稳步发展
自从上世纪90年代末数字化带动光电应用产品快速发展后，光学元器件应用行业越来越广，从光学传感、照明、通信技术、能量检测、信息存储、传输、处理和显示，到现代的如生命科学、汽车、航空航天等行业的生产和应用，它存在于现代人每天生活和经济活动的大部分领域，常规的应用产品包括智能手机、车载镜头、安防监控设备、数码相机、光碟机、投影机等，高端的应用产品包括航空航天监测镜头、生物识别设备、生命科学中DNA测序等研究设备、医疗检查仪器镜头、半导体检测设备以及大视场投影镜头（如IMAX）、3D打印机等仪器设备所需的光学元器件及光学镜头。
随着科技的进步和制造工艺的提升，智能手机、数码相机等电子产品逐渐成为居民重要的消费产品，其更新换代的加快、产品周期的缩短带动了光学元器件行业的稳步发展。
近些年来安防监控设备、车载镜头、航天航空领域的快速发展也对光学元器件行业的增长起到了推动作用。
预计2017年中国视频监控市场将达到89.52亿美元，全球车载摄像头市场规模将达124.4亿美元，未来每年增长率将高于10%。
图21：
2014-2019中国视频监控设备市场规模及预测
图22：
2015-2020全球车载摄像头市场规模预测
近年来，国内品牌手机实现大幅增长，带动了产业链上游的发展。
随着智能手机的普及，摄像头已成为手机标配，而手机厂商在推出手机新品时也会考虑在摄像头像素上更新升级，以迎合市场需求，摄像头高清化成为手机厂商必争之地。
与此同时，智能手机、平板电脑配备摄像头和双摄像头的比例也在快
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