新能源行业HJT深度系列之一：HJT 靶材崛起在即-国联证券.pdf-solarbe文库

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1 Ta ble _F irst Table_First|Table_ReportType 行业报告│ 行业深度研究 Table_First|Table_Summary 电力设备与新能源 HJT 深度系列之一 HJT 靶材崛起在即 ➢ 异质结降本路径清晰，产能放量在即异质结在银包铜、靶材、薄硅片、 210尺寸半片、设备等各环节均有降本提效突破，单线产能已经升至 600MW。异质结有工艺流程短、天然适应薄硅片的优势，同时具备低温度系数、高转换效率、高双面率、低衰减、低碳足迹等优点，低温工艺完美适配钙钛矿叠层工艺。据我们不完全统计，截至 2022年 6月，全国正在运行的异质结产能约为 9GW，华晟、金刚玻璃、东方日升、爱康科技均有明确扩产计划，预计明年异质结产能有望超 30GW。 ➢ 靶材行业壁垒较高，低铟化已成趋势靶材的核心需求是高密度、高纯度、高均匀性，工艺各流程均会影响靶材性能。氧化铟锡（ ITO）靶材性能优良且应用成熟，已被面板行业长期验证，其生成的 TCO薄膜电阻率可低至 10-4Ω∙cm，可见光平均透射率达到 85以上。但铟是锌矿的伴生金属，产量相对较少，国内价格在 1500元 /kg左右浮动，限制 ITO靶材大规模应用。目前多层膜结构已成为调节 TCO膜透光率、电子迁移率、降低铟用量的主要方法，如电池背面用 AZO替换部分 ITO。 ➢ HJT电池将打造靶材第二成长曲线 2021年美日企业占据国内靶材市场 70以上的市场份额，主要集中在霍尼韦尔、日矿、东曹等企业。 TCO薄膜材料体系变化较快，海内外企业合作研发效率较低，且国内头部靶材厂商技术已经追赶上海外企业，未来有望在存量靶材领域逐步完成国产替代。靶材单 W成本约为 0.03-0.04元 /W，占异质结电池成本的 2.6左右，异质结产能的大规模释放将带动靶材的需求。我们预计 2022-2024年 HJT电池靶材市场空间为 2.09/10.53/19.82亿元， 2022-2024年 CAGR为 207.95。 ➢ 投资建议目前国内靶材竞争格局相对较好，国产化进程不断推进，靶材有望在异质结电池量产的推动下实现需求端的高增，我们重点推荐隆华科技和阿石创。 ➢ 风险提示异质结量产进程不及预期、靶材国产化比率不及预期、靶材所使用原材料价格波动、靶材所用原材料发生改变重点推荐标的简称 EPS PE CAGR-2 评级 2022E 2023E 2024E 2022E 2023E 2024E 隆华科技 0.34 0.44 0.62 20.82 16.15 11.28 35.84 买入阿石创 0.19 0.45 0.72 104.77 44.32 27.94 93.63 买入数据来源公司公告， iFinD，国联证券研究所预测，股价取 2022 年 9 月 30 日收盘价证券研究报告 Tabl e_First|Tabl e_R eport Date 2022 年 10 月 09 日 Table_First|Table_Rating 投资建议强于大市维持评级上次建议强于大市 Tabl e_First|Tabl e_C hart 相对大盘走势 Table_First|Table_Author 分析师贺朝晖执业证书编号 S0590521100002 邮箱 hezhglsc.com.cn Table_First|Table_Contacter Table_First|Table_RelateReport 相关报告 1、隆华科技聚焦高端新材料，光伏靶材引领新成长 2022.09.22 2、储能大会推动行业高速发展，新能源车 8 月销量持续景气 2022.09.12 3、电新行业 2022 中报总结业绩兑现成长潜力，新增长点不断涌现 2022.09.05 请务必阅读报告末页的重要声明 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 2021/09/28 2022/02/28 2022/07/31 沪深 300 电力设备 2 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究投资聚焦异质结电池量产在即，靶材企业有望持续受益于异质结电池靶材需求提升。核心逻辑 ➢ 异质结产能释放，靶材需求潜力大截至 2022 年 6 月，全国正在运行的异质结产能约为 9GW，我们预计明年异质结产能有望超过 30GW， 2022-2024 年 HJT 电池靶材市场空间为 2.09/10.53/19.82 亿元， 2022-2024 年 CAGR 为 207.95。 ➢ 长期验证，批量供货靶材行业龙头已经过京东方、 TCL 等面板企业的长期验证，同时通过隆基绿能、华晟验证，开始批量供货。 ➢ 行业壁垒较高，国产化进程加速靶材对于高密度、高纯度、高均匀性具有较高的要求，多步工艺均会影响靶材性能，海内外企业合作研发效率较低，异质结靶材本土化加速。创新之处目前异质结在银包铜、网版、靶材、薄硅片、 210 尺寸半片、设备投资额等各环节均有降本突破，明年有望实现大规模量产，靶材作为重要的 TCO 膜原材料，需求有望保持高速增长。投资建议目前国内靶材竞争格局相对较好，国产化进程不断推进，靶材有望在异质结电池量产的推动下实现需求端的高增，我们重点推荐隆华科技和阿石创。 3 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究正文目录 1 靶材是前景广阔的异质结辅材 5 1.1 HJT 电池大规模量产在即 . 5 1.2 高透高导低成本的 TCO 薄膜是 HJT 量产前提 . 7 2 异质结靶材行业具备高成长性 9 2.1 ITO 靶材经历长期验证 . 9 2.2 降低铟耗量势在必行 . 11 2.3 复合 TCO 膜结构降铟已成趋势 12 2.4 靶材制造具备较高的工艺壁垒 14 2.5 异质结量产是靶材第二增长曲线 19 2.6 HJT 电池靶材有望快速实现国产替代 . 20 3 重点公司推荐 . 23 3.1 隆华科技聚焦高端新材料，光伏靶材引领新成长 . 23 3.2 阿石创聚焦靶材二十载，迎来异质结新发展 26 4 风险提示 . 28 图表目录图表 1实验室光伏电池效率记录 . 5 图表 2各企业异质结电池扩产情况 . 6 图表 3 N 型电池产能情况（单位 GW） 6 图表 4 N 型电池产量情况（单位 GW） 6 图表 5 HJT 目前量产、试验线情况 . 7 图表 6异质结电池结构图 8 图表 7主流异质结电池镀 TCO 薄膜方法及特点 . 8 图表 8主要靶材分类 . 9 图表 9平面靶和旋转管靶磁控溅射示意图 9 图表 10溅射靶材常用元素 10 图表 11氧化铟晶格结构 11 图表 12不同掺杂比例的 IMO 薄膜透射光谱 . 11 图表 13 2017-2022 年全国精铟平均价格（元 /kg） 12 图表 14 2003-2019 年中国精铟库存 . 12 图表 15不同靶材制成 TCO 薄膜性能对比 12 图表 16采用复合 TCO 膜结构的异质结电池 13 图表 17优化后的 TCO 镀膜各环节靶材耗量情况（总耗量为 90mg） 14 图表 18靶材对于不同性能均有较高要求 14 图表 19不同领域使用靶材成分、用途及性能要求 . 15 图表 20钼靶材制作工艺流程 15 图表 21 ITO 靶材制作工艺流程 . 16 图表 22素坯相对理论密度与成形压力的关系 . 18 4 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究图表 23 PVA 添加量对素坯和靶材的影响 . 18 图表 24升温速率对 ITO 靶材相对密度的影响 18 图表 25升温速率对 ITO 靶材电阻率的影响 18 图表 26低温阶段不同升温速率制得的 ITO 靶材的 SEM 图 19 图表 27异质结单瓦成本测算 20 图表 28 HJT 靶材市场空间测算 20 图表 29靶材领域各企业对比 21 图表 30 2021 年全球靶材应用领域市场占比情况 . 22 图表 31 2021 年靶材市场占有率 . 22 图表 32各家靶材企业毛利率情况 . 23 图表 33各家靶材企业营收情况（单位亿元） . 23 图表 34 2017-2022H1 公司营收及增速情况 . 24 图表 35 2017-2022H1 公司归母净利润及增速情况 24 图表 36 2017-2022H1 公司各项费用率情况 . 24 图表 37 2017-2022H1 公司收益率情况 . 24 图表 38隆华科技盈利预测 25 图表 39隆华科技盈利、估值预测表 . 26 图表 40 2017-2022H1 公司营收及增速情况 . 26 图表 41 2017-2022H1 公司归母净利润及增速情况 26 图表 42 2017-2022H1 公司各项费用率情况 . 27 图表 43 2017-2022H1 公司收益率情况 . 27 图表 44阿石创盈利预测 27 图表 45阿石创盈利、估值预测表 . 28 图表 46可比公司对比表 28 5 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究 1 靶材是前景广阔的异质结辅材 1.1 HJT电池大规模量产在即 HJT电池不断刷新转换效率记录。 2022 年 6 月隆基绿能经德国哈梅林太阳能研究所 ISFH测试 M6 全尺寸电池转换效率达 26.50，创造了大尺寸单结晶硅光伏电池效率新世界纪录。而在今年 3、 4 月隆基和迈为股份分别在无铟、低铟异质结电池上创造 25.40、 25.62的转换效率。即使小规模甚至是不使用稀有金属铟，异质结电池仍然能够维持较高的转换效率，异质结电池距离大规模量产更进一步。图表 1实验室光伏电池效率记录来源 NREL，国联证券研究所 HJT 降本路径清晰，发展潜力较大。今年以来异质结在银包铜、网版、靶材、薄硅片、 210 尺寸半片、设备投资额等各环节均有降本突破，单线产能已经升至 600MW。异质结具备工艺流程短、天然适应薄硅片的优势，因此产业链仍未完全定型，将来仍有较大的提升空间。不仅如此， HJT 电池具备低温度系数、高转换效率、高双面率、低衰减、低碳足迹等各方面优点，同时低温工艺完美适配钙钛矿叠层工艺，发展天花板进一步提升。异质结大规模量产线即将落地。据我们不完全统计，截至 2022 年 6 月，正在运行的异质结中试线、量产线总产能约为 9GW，其中国内的安徽华晟、金刚玻璃、东 6 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究方日升、爱康科技均有着明确的扩产计划，我们认为 2022 年底和 2023 年初， HJT 产能第一批大规模 GW 级量产线将集中落地。图表 2各企业异质结电池扩产情况企业名称中试、 GW 级量产未来扩产计划安徽华晟 0.7GW（ 2021Q1） 2.3GW（ 2022Q2） 6-7.5GW（预计 2022 年底）金刚玻璃 1.2GW（ 2022Q1） 4.8GW（预计 2022 年底） REC 0.6GW（ 2019Q4） 0.4GW（ 2022Q3） 4.8GW（预计 2023 年）东方日升 0.5GW（ 2022Q2） 2GW（预计 2022 年底） 3GW（预计 2023 年 Q2）爱康科技 0.22GW（ 2020Q4） 0.6GW（ 2022Q2） 1.2GW（预计 2023 年 Q1）梅耶伯格 0.4GW（ 2021Q2） 0.6-0.8GW（预计 2023 年）通威股份 1GW（ 2021Q3）隆基绿能 0.4GW（ 2022Q2）阿特斯 0.3GW（ 2021Q1）晶澳科技 0.3GW（ 2022Q2）晋能 0.1GW（ 2020Q3）来源 Solarzoom，集邦新能源，国联证券研究所 HJT 产能的快速释放将带动靶材需求快速提升。根据 PV Infolink 的统计，预计 2022-24 年 HJT 电池产能将分别达到 14、 38、 70GW，未来三年 CAGR 达 127。 TOPCon 电池正面单晶硅的 P型发射极与背面的 N型掺杂多晶硅均具有良好的载流子传输能力以及导电性能，因此无需 TCO 膜，而对于 HJT 电池来说 TCO 薄膜是必须的，我们认为 HJT 产能的快速释放将带动相应靶材需求快速提升。图表 3 N 型电池产能情况（单位 GW）图表 4 N 型电池产量情况（单位 GW）来源 PV infolink，国联证券研究所来源 PV infolink，国联证券研究所目前 HJT 电池技术本身的发展已经渐趋成熟，各厂商量产效率达到了 24.5左右的水平，其中华晟新能源、爱康科技、东方日升、金刚玻璃以高量产转换效率和大 10 67 101 136 154 6 14 38 70 86 0 50 100 150 200 250 300 2021 2022E 2023E 2024E 2025E TOPCon HJT P-IBC ABC IBC 0 50 100 150 2021 2022E 2023E 2024E 2025E TOPCon HJT P-IBC ABC IBC 7 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究规模扩张产能成为异质结行业的领军企业。图表 5 HJT 目前量产、试验线情况来源 PV infolink，国联证券研究所 1.2 高透高导低成本的 TCO 薄膜是 HJT 量产前提非晶硅钝化是异质结钝化结构的核心。硅锭切割产生硅片，其表面晶格受损而产生大量的悬浮键，这些拥有大量固有缺陷的切片进入电池生产流程的时候，会使载流子复合概率增大。异质结通过晶硅和非晶硅形成 PN 结，而非晶硅钝化能够使晶硅表面缺陷处于不活跃状态，从而提高成品电池片的转换效率。 HJT 2.0 总体结构由正面至背面分别是复合 TCO 薄膜、 N 型掺杂非晶硅薄膜（微晶化）、本征非晶硅薄膜、 N 型晶硅、复合本征非晶硅薄膜、 P 型非晶硅、 TCO 薄膜。 2700 250 1000 600 800 700 500 340 250 200 100 1200 500 200 850 400 1000 1200 24.50 24.40 24.20 24.10 24.00 24.10 24.40 24.10 23.80 24.20 24.10 24.40 24.20 23.4 23.6 23.8 24.0 24.2 24.4 24.6 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 量产华晟量产爱康量产通威 -JT 量产 REC 量产梅耶伯格量产钧石量产东方日升量产 Hevel 量产 3 Sun 量产晋能量产 Ecosolifer 试验线金刚玻璃试验线晶澳试验线淮宁新能试验线隆基现有产能（ MW） 2022新增产能（ MW）转换效率（） 8 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究图表 6异质结电池结构图来源华晟新能源，国联证券研究所完成钝化接触的非晶硅几乎不具备横向导电性，因此引入了同时具备优异光、电性能的 TCO 薄膜。目前异质结 TCO 薄膜制备方法一般有物理气相沉积（ PVD）和反应等离子体沉积（ RPD）两种方法， PVD 应用更加广泛，其原理是电子在电场的作用下，与氩原子发生碰撞，激发出二次电子和 Ar，而后 Ar在电场作用下被加速，以高能量轰击靶材而发生能量交换，靶材表面溅射出原子，最终在异质结电池上沉积成 TCO 薄膜，由其完成透光、导电功能。图表 7主流异质结电池镀 TCO 薄膜方法及特点 TCO 镀膜方法特点 RPD（反应等离子沉积法）利用特定的磁场控制等离子体的形状，从而产生稳定、均匀、高密度的等离子体，以 IWO 靶材为主。 1、高能轰击离子少，减小了非晶硅表面和钙钛矿的损伤，因此薄膜结构具有更加致密、结晶度更高、表面更加光滑、导电性更高、具备光学透过率更好、转换效率更高等特点。 2、其镀制的电池转换效率比 PVD 法的高 0.3-1； 3、靶材利用率低，设备成本较高。 PVD（物理气相沉积法）利用物理过程将导电膜微粒转移到基材表面上。目前 PVD 主流制备方法是磁控溅射法，以 ITO 靶材为主。 1、 PVD 磁控溅射法沉积速率高，重复性好，可在大面积衬底上均匀成膜，是目前成熟度最高、应用最广泛的 TCO 薄膜制备方法。 2、方案成熟，成本相对 RPD 要低； 3、能够满足大规模产业化需求； 4、但由于异质结电池本身薄片化特性，等离子轰击会造成电池性能下降或不稳定；来源 CPIA，国联证券研究所 9 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究 2 异质结靶材行业具备高成长性 2.1 ITO 靶材经历长期验证靶材具备多样化的特点。根据不同的形状，靶材分为长靶、方靶、圆靶、管靶，而根据不同的组成成分，靶材主要分为金属、合金、陶瓷靶材。不同构成的靶材其性质大不相同，因此根据不同领域的不同需求，也衍生出多样化的靶材。图表 8主要靶材分类分类标准产品类别按形状分类长靶、方靶、圆靶、管靶按化学成份分类金属靶材（纯金属钼、铝、钛、铜、钽等）、合金靶材（钼铌合金、钼钛合金、钼钽合金、镍铬合金、镍钴合金等）、陶瓷化合物靶材（氧化物、硅化物、碳化物、硫化物等）按应用领域分类半导体芯片靶材、平面显示器靶材、太阳能电池靶材、信息存储靶材、工具改性靶材、电子器件靶材、其他靶材来源隆华科技公告，国联证券研究所方靶主要应用于显示面板行业，圆靶主要用于半导体行业。异质结电池主要使用旋转管靶，利用率一般大于 70，而传统的方靶利用率在 35左右。图表 9平面靶和旋转管靶磁控溅射示意图来源映日科技招股说明书，国联证券研究所 TCO（ Transparent Conductive Oxide）薄膜具备透明陷光和收集载流子双重作用。 TCO 薄膜能够在 380-780nm 范围内具有高透率，同时氧化物具备优良的导电性而广泛应用于传感器、平板显示器、半导体等领域。 Badeker 最早在 1907 年报道了氧化镉（ CdO）薄膜，是最早关于 TCO 薄膜的研究。 TCO 薄膜一般带隙宽度大于 10 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究 3eV，电阻率低于 10-3Ω∙cm，可见光范围内平均透射率大于 80。用作 TCO薄膜的典型金属阳离子常具有（ n-1） d10ns0（ n4或 5）外层电子构型。这是因为较短的阳离子间距可以形成较宽的导带，从而获得较大的载流子迁移率，同时该构型离子中满层的 d 电子避免了 d-d 跃迁而产生的可见光吸收，因此具备较高的可见光透过率。掺杂不同的元素， TCO 薄膜相应性能会发生改变。基于氧空位掺杂理论，为提升 In2O3的导电性能，可以将锡（ Sn）、钼（ Mo）、钨（ W）、钛（ Ti）、锌（ Zn）、锗（ Ge）、钽（ Ta）、铈（ Ce）、镓（ Ga）、铪（ Hf）、锆（ Zr）、钒（ V）、铁（ Fe）、锰（ Mn）、铬（ Cr）等元素掺入 In2O3，透过率、导电性和带隙均会得到不同程度的改变，以适应其具体需求。图表 10 溅射靶材常用元素来源国联证券研究所氧化铟锡（ ITO）是性能优良且成熟的靶材，应用最为广泛。其生成的 TCO 薄膜电阻率可低至 10-4Ω∙cm，可见光平均透射率达到 85以上，同时还具备高硬度、耐磨、耐化学腐蚀等特点。掺入 Sn 元素并不改变 In2O3原本的晶体结构，而由于 Sn4 与 In3半径不同而导致晶格略有差异，四价的 Sn4取代 s 三价的 In3，贡献一个电子到导带上，因此 ITO 薄膜中的载流子浓度相比 In2O3 有所提升，同时导带被电子占 11 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究满，价带电子只能向更高能级跃迁，因此有效带隙宽度变大，透光性能也有所改善。 IWO、 IMO能够提升近红外和可见光透射率。 Mo 和 W 元素均不会改变 In2O3原本晶体结构，只需引入少量的 6 价 Mo6和 W6即可获得足够载流子，少量掺杂也有利于减少薄膜中心的电子散射中心，提高载流子迁移率，在近红光区域拥有高透射率。图表 11氧化铟晶格结构图表 12不同掺杂比例的 IMO 薄膜透射光谱来源氧化铟基透明导电薄膜的研究进展，国联证券研究所来源氧化铟基透明导电薄膜的研究进展，国联证券研究所 2.2 降低铟耗量势在必行铟价和铟金属的稀有性限制 ITO 靶材大规模应用。铟主要是锌矿的伴生金属，无法形成具有工业价值的独立矿床，全球约有 95的铟来自于锌矿生产。根据中国铟资源动态物质流研究表明， 2017 年我国查明铟储量为 18016 吨， 2019 年中国原生铟产量占比 39。从消费端来看，全球铟消费量从 2000 年的 371 吨增长至 2019 年的 1760 吨， 2019 年我国铟靶材制造消耗铟 133 吨，占国内总消费量的 70。目前我国铟价在 1500 元 /kg 左右浮动。 12 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究图表 13 2017-2022 年全国精铟平均价格（元 /kg）图表 14 2003-2019 年中国精铟库存来源 iFind，国联证券研究所来源中国铟资源动态物质流研究，国联证券研究所低铟化、无铟化靶材是异质结大规模量产的前提。 SnO2 和 ZnO 基透明导电氧化物由于成本低廉，在某些应用中具有替代 In2O3基透明导电氧化物的潜力。图表 15不同靶材制成 TCO 薄膜性能对比性能 ITO AZO FTO 能带间隙 /eV 3.50-4.30 3.42-3.68 3.70-3.97 透光率 / 85以上 85-95 80以上红外反射率 / 80以上 70以上 83.1-86.07 电阻率 /（Ω ∙cm）通常 10-4-10-3，最低可达 10-5 通常 10-3，最低可达 10-4 通常 10-3，最低可达 10-4 载流子浓度 /cm3 1020-1021 1018-1021 1018-1021 迁移率 /（ cm2∙Vs-1） 15-450 10-40 25-50 禁带宽度 /eV 3.7 3.37 3.76-3.87 来源透明导电薄膜（ I）掺杂透明导电氧化物薄膜，国联证券研究所 2.3 复合 TCO膜结构降铟已成趋势可以通过材料间功函数的匹配程度降低 TCO薄膜与非晶硅、金属电极两种界面之间的接触电阻。半导体 -半导体界面（ TCO薄膜 -非晶硅界面） TCO 薄膜可视为半导体，功函数低的一端电子会向功函数高的一端迁移，在 N 型非晶硅层上需选择高功函数的 TCO 材料以利于电子向 TCO 膜层迁移，同时 P 型非晶硅层上需选择低功函数的 TCO 材料以利于电子向 P 型非晶硅层迁移。 TCO-II应兼具优良的导电、透光性，优选 IZO、 IZrO、 ITO（ 991973），氧化锡含量越少，功函数越高。金属 -半导体界面（ TCO薄膜 -非晶硅界面） TCO 薄膜应选取低功函数的材料以利于电子向金属电极迁移。 TCO-I 锡含量越多，功函数越低，但透光率越差，因此膜厚度控制在 5-20nm。 0 500 1,000 1,500 2,000 2,500 全国平均价铟 99.99 35 43 81 78122 262273 164 236 299 474453 216 168170 69 206 0 100 200 300 400 500 20 03 20 04 20 05 20 06 20 07 20 08 20 09 20 10 20 11 20 12 20 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 精铟库存（吨） 13 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究图表 16采用复合 TCO 膜结构的异质结电池来源壹纳光电，国联证券研究所 TCO膜结构百花齐放 ➢ IGOZr 单层膜，调节靶材中 Ga 含量来提高禁带宽度，使得薄膜紫外波段光透过率提高；调节靶材中 Zr 的含量来提高 TCO 薄膜的载流子迁移率。 ➢ ITO（ IWO or ICO） ITO 3 叠层，既保留了 IWO 或 ICO 薄膜的低电阻率和低载流子吸收的特性，又利用了 ITO 薄膜与非晶硅和金属电极能够形成良好接触的特点。 ➢ ITOCu 种子层电镀铜工艺，后续还有喷涂感光油墨（干膜）、曝光显影、镀铜、去除油墨、反刻铜籽层、镀锡保护膜等流程。 ITOAZO或成主流低铟复合 TCO薄膜结构。电池下表面引入 AZO 可大幅降低 ITO 膜的厚度，从而达到少铟化的目的，目前迈为股份通过设备改进，优化载板设计和磁场设计，能够大幅降低落在载板和挡板上的靶材，实现每瓦靶材用量降低 30，同时通过 ITOAZO 的叠层设计已经实现效率相当情况下的铟用量降低 70。 14 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究图表 17优化后的 TCO 镀膜各环节靶材耗量情况（总耗量为 90mg）来源迈为股份，国联证券研究所 2.4 靶材制造具备较高的工艺壁垒靶材的核心需求是高密度、高纯度、高均匀性。进风温度、烧结升温速率、成型压力、粘结剂、分散剂、稳定剂含量等均会影响靶材的性能。不同应用领域对靶材材料的选择和性能要求存在差异，其中半导体靶材的技术和纯度要求高，平板显示器靶材的材料面积和均匀度要求高。目前对溅射靶材的研究朝着多元化、高纯度、大型化、高溅射速率、高利用率等方向进行。 ITO 靶材本质属于陶瓷，内部晶体结构需要工艺技术搭配出来，对透光率、导电率、硬度、平整度、纯度都有要求，比金属靶材的工艺更为复杂，技术壁垒较高。图表 18靶材对于不同性能均有较高要求性能指标影响纯度靶材中的杂质和气孔中的 O2 和 H2O 在沉积过程中容易在薄膜表面形成熔滴和孔洞。因此靶材纯度越高，溅射薄膜的均匀性越好，性能越高。致密度靶材的致密度不仅影响溅射沉积速率、还影响薄膜的物理和力学性能。靶材致密度越高，溅射膜粒子的密度越低，放电现象越弱，薄膜的性能也越好 ;致密度低的靶材在溅射过程中，存在于靶材孔隙中的气体突然释放，造成大尺寸颗粒飞溅，或在成膜之后薄膜受到二次电子的轰击产生微粒 ,这些微粒的出现将严重影响涂层质量。成分与结构均匀性靶材的成分和结构均匀，在镀膜过程中才能均匀地溅射在基体上，如果均匀性不好，沉积出来的薄膜容易出现孔洞、间隙、凸起等缺陷。晶粒尺寸和取向靶材的晶粒尺寸越细小 ,沉积的薄膜厚度分布越均匀 ,溅射速率越快。合金靶材的溅射沉积镀膜过程中具有择优溅射现象 ,这将严重影响到薄膜的化学组成。几何形状与尺寸加工精度体现在表面粗糙度和平整度等。需要关注靶材表面有无开裂、缩孔和难熔不熔物等 ,表面质量缺陷对溅射镀膜均匀性影响很大。其他性能要求主要是对溅射靶材的热导率、电导率和热膨胀系数的要求。因溅射导致靶材的温度升高，热导率越高热量传递的越快，靶材离子的蒸发效果越好，沉积效率越高 ;靶材与基材的热膨胀系数的差值越小越好，借以减小热应力的影响。来源鑫康新材料，国联证券研究所 ITO增重 , 34mg 摆放损耗 , 7mg 收集损耗 , 30mg 残靶 , 19mg 15 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究作为平板显示器制造中的核心材料，氧化铟锡（ ITO）靶材主要用于透明导电膜，是靶材中技术难度较大的产品。 ITO 靶材本质属于陶瓷，内部晶体结构需要工艺技术搭配出来，制造过程中 ITO 的透光率、导电率、硬度、平整度、纯度都有要求，比金属靶材的工艺更为复杂，技术壁垒较高。图表 19不同领域使用靶材成分、用途及性能要求应用领域金属材料主要用途性能要求半导体芯片超高纯度铝、钛、铜、钽等制备集成电路的关键原材料技术要求最高、超高纯度金属、高精度尺寸、高集成度平面显示器高纯度铝、铜、钼等，掺锡氧化铟（ ITO）高清晰电视、笔记本电脑等技术要求高、高纯度材料、材料面积大、均匀性程度高太阳能电池高纯度铝、铜、钼、铬等， ITO TCO 薄膜技术要求高、应用范围大信息存储铬基、钴基合金等光驱、光盘等高储存密度、高传输速度工具改性纯金属铬、铬铝合金等工具、模具等表面强化性能要求较高、使用寿命延长电子器件镍铬合金、铬硅合金等薄膜电阻、薄膜电容要求电子器件尺寸小、稳定性好、电阻温度系数小其他领域纯金属铬、钛、镍等装饰镀膜、玻璃镀膜等技术要求一般，主要用于装饰、节能等来源隆华科技公告，国联证券研究所钼靶材制作流程主要包含制静压、气氛烧结、塑性加工、热处理、机加工、绑定、检测等步骤。图表 20钼靶材制作工艺流程来源映日科技招股说明书，国联证券研究所 ITO 靶材制作流程主要包含制金属氧化物粉体、研磨、 ITO 粉制造、模压成型、气氛烧结、机加工、绑定、检测等步骤。 16 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究图表 21 ITO 靶材制作工艺流程来源映日科技招股说明书，国联证券研究所典型 ITO 靶材制备工艺 1、溶解将铟锭放入反应釜，并加入 68硝酸，充分反应后，通过水浴加热至 90℃ 左反应约 24h，溶解完成后过滤掉未反应的铟锭。 In4HNO3InNO33NO↑2H2O In6HNO3InNO333NO2↑3H2O 2、中和将硝酸铟溶液与 28氨水在中和罐内缓慢搅拌反应约 2-3h，反应后呈现稠状液态，引入熟成罐内继续搅拌。 InNO333NH4OHInOH3↓3NH4NO3 3、清洗用纯水对稠状液体内的沉淀物进行清洗过滤。 4、干燥、焙烧电加热后的热空气经分配器产生一股流线空气气流，液滴和热空气并流接触，水份迅速蒸发形成颗粒，塔下部的漏斗型腔使颗粒汇集并从出料口卸出，制得氢氧化铟粉体。将粉体送入推板炉进行焙烧，在 600-1000℃ 的环境下将氢氧化铟焙烧成氧化铟。 5、球磨、砂磨将纯水加入球磨机中，然后采用真空微负压的方式将氧化锡、氧化铟、添加剂（ PVA、 PEG）按照比例吸入球磨机中与纯水一起进行球磨，将产生的浆料引入砂磨机中进一步研磨。（分散剂能够打散大团聚，提高粉末活性；稳定剂能够保证溶液中粉末颗粒在喷雾过程中，保持悬浮状态，避免颗粒沉淀。） 17 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究 6、造粒（ 1）浆料雾化将研磨混合好的浆料由隔膜泵以合适压力压入喷雾造粒干燥机主塔顶部的离心雾化器中，使料液喷成极小的雾状液滴；（ 2）干燥成球液滴和热空气并流接触，水份迅速蒸发，液滴由于表面张力作用形成球形，最终收缩形成干燥的颗粒；（ 3）颗粒卸出形成的颗粒在干燥塔内逐步沉降，从塔下部漏斗型腔中汇集卸出，制得 ITO 粉。造粒完成的 ITO 粉由于其球形形状，颗粒间的摩擦力较小，整体呈现流沙状，由此粉体制成的靶材均匀性优良。 7、模压成型 ITO 粉末置入密封、具有弹性的模具中，然后将模具盛装液体或气体的容器中，用液体或气体对其施加合适压力，将 ITO 粉压制成实体，得到原始形状的 ITO 坯体。脱模后，根据需求将坯体作进一步整形处理。 8、气氛烧结将 ITO 坯体置于 1600℃ 的氧气氛中烧结，提高其致密化程度和性能，同时纯氧能够防止 ITO 中的氧化铟在高温中分解挥发。此前在球磨、砂磨过程中添加的 PVA 将在 300℃ 分别受热分解为水、醋酸、乙醛和巴豆醛， PEG 则受热分解为环类易挥发气体，最终这些物质将分解成 CO2和水蒸气。 9、机加工根据产品规格要求利用磨床对 ITO 靶材进行打磨，产生边角料。 10、绑定首先将 ITO 靶材套在金属背板上，加热的同时将铟灌至靶材缝隙处，自然冷却至室温。 11、检验对成品 ITO 靶材检验。压模成型对压力和 PVA 添加量均有要求当成形压力较低时，素坯密度随着压力升高而增大，同时增大的趋势随着压力的升高而放缓。这是由于粉末之间的摩擦力和粉末与模具壁之间的摩擦不同，且压力不均匀传导，一般而言外沿密度较中心低，因此压力大于 300MPa 时，脱模变得困难； 500MPa 时，坯体易出现缺角，表面分布细小裂纹； 600MPa 时，素坯易分层开裂，且裂纹宽、数量多，烧结后反而会降低靶材的密度。 PVA 能够减少 ITO 粉体摩擦，使成形压力分布更均匀，其添加量合适时，能够减少孔隙，使得素坯易脱模。而添加过量时， PVA 强大的黏合力会导致粉体不能有效分散，产生颗粒团聚而使靶材有缺陷，同时烧结过程中会产生更多气体。 18 请务必阅读报告末页的重要声明行业报告│行业深度研究图表 22素坯相对理论密度与成形压力的关系图表 23 PVA 添加量对素坯和靶材的影响 PVA 含量（）排胶后素坯相对理论密度（）靶材相对理论密度（）素坯成形 0.50 42.58 96.03 造粒效率低，脱模困难 1.00 45.21 98.45 容易脱模，表面光亮 2.50 39.74 92.34 容易脱模，少量坯体沾粘，表面光亮来源成形工艺对烧结法制备 ITO 靶材的影响，国联证券研究所来源成形工艺对烧结法制备 ITO 靶材的影响，国联证券研究所烧结的高温阶段存在合适的升温速率当烧结处于温度高于 750℃ 的高温阶段时，氧化铟会发生分解 In2O3-In2OO2↑，若这时升温速率较快，则由于素坯外沿部分密度低于中心部分，外沿部分在较短时间内难以致密，从而导致中心与外沿致密化程度不一，靶材整体密度不均。同时一般而言靶材越紧密，则电阻率越小，密度分布不均会导致电阻率增加。图表 24升温速率对 ITO 靶材相对密度的影响图表 25升温速率对 IT