濺射靶材是濺射過程中高速度能的離子束轟擊的目標材料，是沉積電子薄膜的原材料。濺射靶材是平板顯示、記錄媒體、太陽能電池和半導體這四大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)領域生產(chǎn)所需的關鍵核心材料之一，具有極高的附加值。濺射靶材屬于市場規(guī)模有限、長期被日美寡頭壟斷并封鎖的高技術領域。十余年來，我國通過產(chǎn)業(yè)政策引導、科技專項扶持、資本助力等全方位部署，得以突破靶材關鍵核心技術，實現(xiàn)少數(shù)企業(yè)成功進入全球知名半導體芯片及平板顯示器制造商的供應鏈體系。本文通過對我國濺射靶材行業(yè)進行調研，分析高技術產(chǎn)品自主研發(fā)和生產(chǎn)中存在的共性問題，以期對于解決諸多“規(guī)模—技術”非對稱性行業(yè)“卡脖子”問題提出對策建議及啟示。

一、我國濺射靶材自主可控發(fā)展情況

（一）日美歐少數(shù)跨國企業(yè)

寡頭壟斷全球濺射靶材市場，且長期對我國實施技術封鎖受益于太陽能、集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，2017—2021年全球靶材市場規(guī)模維持年均14%的增長率，2021年全球靶材市場規(guī)模約為213億美元。全球濺射靶材的研發(fā)及生產(chǎn)主要集中在美國普萊克斯和霍尼韋爾、日本JX金屬商事株式會社和東曹株式會社等少數(shù)巨頭公司，這些巨頭長期壟斷全球約80%的靶材市場份額。美日歐通過技術封鎖和資本控制，全面控制產(chǎn)業(yè)鏈和供應鏈，擁有整個產(chǎn)業(yè)絕對的話語權和定價權。

（二）我國政策、科技、資本全方位助力，加速靶材本地化進程，實現(xiàn)靶材國產(chǎn)化“從0到1”的跨越

為了實現(xiàn)靶材關鍵核心技術自主，搶占材料前沿制高點，國家和重點區(qū)域持續(xù)出臺一系列支持濺射靶材行業(yè)發(fā)展的政策，為行業(yè)快速發(fā)展營造良好成長環(huán)境（見表1）。國家高技術研究發(fā)展計劃（“863計劃”）、國家科技重大專項“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”專項（“02專項”）等科研與產(chǎn)業(yè)化項目進行專項支持。同時，推動多層次資本市場助力行業(yè)內(nèi)技術領先企業(yè)實現(xiàn)上市融資，有效保障企業(yè)研發(fā)費用長效投入所需資金。國內(nèi)靶材市場規(guī)模從2016年的177億元增長至2020年的337億元，年增長率保持在17%。全球市場份額占比不斷提高，從2014年的約10%提升至2019年的約19%（數(shù)據(jù)來源：SEMI根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)測算）。國產(chǎn)化程度不斷提升，太陽能電池領域的靶材技術門檻低于半導體和平板顯示領域，已基本實現(xiàn)國產(chǎn)自主可控，主要平板顯示器靶材國產(chǎn)化供應比例超過50%。

我國已培育少數(shù)專業(yè)從事高性能濺射靶材研發(fā)和生產(chǎn)的企業(yè)，不斷彌補國內(nèi)同類產(chǎn)品的技術空白，縮小與日美競爭對手的差距。江豐電子（半導體集成電路領域靶材為主）、有研新材（半導體集成電路領域靶材為主）、阿石創(chuàng)（平板顯示領域靶材為主）、隆華節(jié)能（平板顯示領域靶材為主）等上市企業(yè)已成功開發(fā)出一批能適應高端應用領域的濺射靶材。國產(chǎn)產(chǎn)品已進入臺積電、格羅方德、意法半導體、中芯國際、東芝、海力士、京東方、SunPower等國內(nèi)外知名廠商供應商生態(tài)體系中（見圖1）。

圖1 國內(nèi)靶材供應廠商準入下游客戶

（三）圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，產(chǎn)業(yè)鏈逐步實現(xiàn)向中高端發(fā)展

靶材領軍企業(yè)經(jīng)過20年從無到有的發(fā)展，持續(xù)提升創(chuàng)新鏈科技供給，推動產(chǎn)業(yè)蝶變升級，向產(chǎn)業(yè)鏈上下游延伸，逐步提升產(chǎn)業(yè)價值。江豐電子聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學等科研院校全面布局上游原材料領域，實現(xiàn)高純鋁、鈦材料的自主供應。有研億金構建從超高純原材料到濺射靶材、蒸發(fā)膜材垂直一體化研發(fā)和生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化平臺。阿石創(chuàng)與鄭州大學何季麟院士團隊合作開發(fā)“平板顯示用高性能ITO靶材關鍵技術及工程化”項目。阿石創(chuàng)重點發(fā)展智能制造能力，實現(xiàn)PVD鍍膜材料全流程智能化、數(shù)字化。同時，針對我國半導體設備零部件及耗材國產(chǎn)化水平極低的現(xiàn)狀，江豐電子聯(lián)合國內(nèi)設備廠家研制靶材生產(chǎn)、檢測的關鍵設備，實現(xiàn)對北方華創(chuàng)、沈陽拓荊等國內(nèi)頭部半導體設備公司供貨。隆華科技瞄準全球產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新前沿，開發(fā)出多項光伏電池靶材技術，其無銦靶材取得突破進展、鈣鈦礦電池用靶材處于供貨測試階段。

（四）濺射靶材在高端集成電路領域距離完全自主仍有較大差距

近年來半導體芯片的集成度越來越高，半導體領域靶材呈現(xiàn)多品種、高門檻、定制化研發(fā)的特點，從而對濺射靶材金屬材料純度、內(nèi)部微觀結構等提出嚴苛的標準。當前，集成電路鈷靶材國內(nèi)有研究和生產(chǎn)基礎，銅鉬、銅鋁、鈦鋁、鎢靶材國外相對壟斷，28nm制程所需金屬靶材實現(xiàn)部分國產(chǎn)化替代，仍有若干種未開發(fā)。江豐電子2022年中期報告披露，5nm技術節(jié)點靶材樣品正在臺積電、中芯國際、海力士、聯(lián)華電子等客戶端驗證中，距離批量供貨仍有很長距離。

二、我國濺射靶材科技自主可控發(fā)展中存在的問題

（一）濺射靶材短期內(nèi)無法突破國外廠商設定的技術壁壘，本質原因在于相關領域基礎研究的長期缺失

美日靶材企業(yè)具有完備的上下游技術垂直整合能力，控制著全球高端電子制造用靶材的主要市場。我國雖然擁有各類基礎礦產(chǎn)資源，但是受制于金屬提純相關基礎研究的長期缺失，大部分濺射靶材生產(chǎn)用高純金屬仍然需要從國外進口，嚴重阻礙了我國靶材高端應用。以鋁靶材高純金屬為例，三層電解精煉法早在1901年由美國首先提出，1932年法國開發(fā)出99.99%精鋁生產(chǎn)工藝，1941年日本住友化學實現(xiàn)批量化生產(chǎn)。受制于三層電解基礎研究薄弱，我國最大的超純鋁生產(chǎn)企業(yè)眾和股份反饋，純度在5N以上超純鋁靶基材中部分反偏析元素和難偏析元素得不到有效控制，造成超純鋁靶基材質量與國際先進水平存在較大差距。

（二）供應鏈下游終端客戶認證過程苛刻，認證技術壁壘高，準入周期長，不確定因素多

濺射靶材產(chǎn)品質量、性能指標直接決定終端產(chǎn)品的品質和穩(wěn)定性，因此，濺射靶材行業(yè)存在嚴格的供應商認證機制，只有通過嚴格的行業(yè)性質量管理體系認證，同時滿足下游客戶的質量標準和性能要求，才能成為合格供應商。下游客戶對濺射靶材供應商的認證過程主要包括供應商初評、產(chǎn)品報價、樣品檢測、小批量試用、穩(wěn)定性檢測、批量生產(chǎn)等多個階段，認證過程極為苛刻，靶材整個認證大約需六個月到兩年時間。我國供應商需要在技術水平、產(chǎn)品質量、后續(xù)服務和供應價格等方面顯著超過原有供應商，才有可能獲取業(yè)務合作機會。實際的認證準入過程更為艱難，由于靶材供應鏈上下游缺乏整體有效的戰(zhàn)略合作，下游出于對自身利益的考慮，以及對國產(chǎn)產(chǎn)品可靠性的擔憂，實際執(zhí)行的供應商和產(chǎn)品認證機制更為嚴苛，上游能獲取的有效反饋數(shù)據(jù)極為有限，不利于國產(chǎn)靶材工藝優(yōu)化、質量提升、批量化生產(chǎn)。

（三）“多品種、小批量”的生產(chǎn)特點，使得靶材生產(chǎn)企業(yè)呈現(xiàn)“生產(chǎn)研發(fā)投入高、行業(yè)利潤空間受擠壓、融資難度大”等經(jīng)營特征

受終端客戶定制化產(chǎn)品需要影響，靶材生產(chǎn)呈現(xiàn)“多品種、小批量”的特點，使得研發(fā)和生產(chǎn)成本較高。同時，建造現(xiàn)代化生產(chǎn)廠房和實驗室資金投入大，需要引進國外先進的研發(fā)生產(chǎn)設備和精密的檢驗測量儀器，根據(jù)《江豐電子招股說明書》披露的數(shù)據(jù)，年產(chǎn)5.2萬個超大規(guī)模集成電路用超高純金屬濺射靶材產(chǎn)業(yè)化項目總投資額為10億元，其中設備投資占比達到30%以上。

我國靶材行業(yè)持續(xù)資金投入能力薄弱。行業(yè)綜合毛利率基本在20%～25%之間，作為高端半導體領域的應用產(chǎn)品，半導體靶材產(chǎn)品毛利率約為30%。而國外靶材生產(chǎn)企業(yè)多為國際巨頭企業(yè)，靶材只是多元化發(fā)展業(yè)務之一，產(chǎn)品綜合毛利率在30%以上，公司凈利潤率均在10%以上，經(jīng)營抗風險能力較強。同時，受原材料價格波動影響，盈利能力不確定性增加。行業(yè)發(fā)展初期研發(fā)與經(jīng)營風險不確定性大，傳統(tǒng)金融支持力度不足，風險投資青睞程度低，專利等無形資產(chǎn)創(chuàng)新融資難度較大，主要靠政府補貼，非經(jīng)常性損益占當期利潤總額比例高，可持續(xù)發(fā)展面臨較大困難。

（四）現(xiàn)有風險補償機制對于推廣應用自主可控產(chǎn)品帶來的潛在系統(tǒng)風險覆蓋不足、效果不佳

在靶材的供應鏈體系中，濺射靶材約占芯片制造材料市場的2.6%，占封裝測試材料市場的2.7%（數(shù)據(jù)來源：SEMI統(tǒng)計），靶材供應商需要承擔國產(chǎn)替代潛在風險帶來的重大損失。當前的風險補償機制主要是覆蓋應用方的經(jīng)濟損失，對于因使用國產(chǎn)技術自主開發(fā)的產(chǎn)品可能引發(fā)的系統(tǒng)性安全風險無法覆蓋，從而導致政策效果不佳，嚴重制約我國自主研發(fā)產(chǎn)品在應用端的推廣使用。

（五）滯后的人才培養(yǎng)導致行業(yè)人才匱乏，國際化人才引進受大國競爭影響面臨較大不確定性

美國、日本的跨國集團長期把持著核心技術和關鍵設備，國內(nèi)濺射靶材起步較晚，滯后的人才培養(yǎng)導致行業(yè)人才匱乏。濺射靶材研發(fā)和制造需要大批具有深厚專業(yè)背景、豐富實踐經(jīng)驗的高層次技術人才。從與江豐電子的交流中獲悉，其核心團隊中有多位具有金屬材料、集成電路及平板顯示制造專業(yè)背景和豐富產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的歸國博士、日籍專家，對于實現(xiàn)靶材自主研發(fā)起到關鍵作用。

要開發(fā)出滿足下游客戶需求的產(chǎn)品，研發(fā)人員不僅要求具備復合型專業(yè)知識結構和較強學習能力，對行業(yè)技術發(fā)展趨勢有準確把握，還需要在實際工藝環(huán)境中長期積累應用經(jīng)驗，深刻理解生產(chǎn)工藝的關鍵技術。同時，公司產(chǎn)品在銷售給客戶后，需要經(jīng)驗豐富的工程師提供專業(yè)技術支持服務，對產(chǎn)品逐步完善。

三、濺射靶材自主可控發(fā)展對于解決“卡脖子”問題的啟示

在中美博弈的大背景下，諸如靶材這類行業(yè)的自主可控成為實現(xiàn)我國科技自立自強的重要組成部分。我們要高度重視“安全—規(guī)模—技術”非對稱性，積極創(chuàng)新發(fā)展組織模式，發(fā)揮市場規(guī)模優(yōu)勢，釋放國產(chǎn)化需求，拉動供給端創(chuàng)新發(fā)展，形成大中小民營企業(yè)融通發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)，以自主創(chuàng)新鏈保障安全穩(wěn)定的產(chǎn)業(yè)鏈，充分發(fā)揮資金鏈和人才鏈對于產(chǎn)業(yè)鏈的支撐作用，構建社會主義市場經(jīng)濟條件下的關鍵核心技術攻關新型舉國體制。

（一）以新視野、新觀念、新思維構建大中小企業(yè)融通發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)

創(chuàng)新技術研發(fā)組織模式，充分發(fā)揮龍頭骨干企業(yè)的帶頭作用，構建以技術積累與創(chuàng)新為主的中小企業(yè)為內(nèi)核的更加開放的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。推動大中小企業(yè)基于產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈、創(chuàng)新鏈融通發(fā)展，實現(xiàn)互補協(xié)同的產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展體系，有效提升重點領域的價值鏈位置。學習借鑒靶材自主可控實現(xiàn)過程中好的做法，鼓勵行業(yè)領軍企業(yè)牽頭成立聯(lián)合體，圍繞重點領域研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，解決關鍵核心技術，實現(xiàn)技術到市場的突破。鼓勵靶材上中下游的企業(yè)成立企業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟，設立各環(huán)節(jié)試點企業(yè)，協(xié)調推進國產(chǎn)化替代。同時鼓勵主導企業(yè)加強同上下游合資，以資產(chǎn)為紐帶或簽訂長期協(xié)議，風險共擔，共同走向市場。

（二）發(fā)揮市場規(guī)模優(yōu)勢，打通堵點，釋放需求，拉動供給端創(chuàng)新發(fā)展

靶材行業(yè)長達20年的自主發(fā)展實踐證明，我國要快速培育一批專業(yè)領域的冠軍企業(yè)，必須通過需求端的市場釋放，拉動供給端的創(chuàng)新發(fā)展。面對外部環(huán)境變化帶來的新挑戰(zhàn)，應立足我國產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢、配套優(yōu)勢和部分領域先發(fā)優(yōu)勢，打通生產(chǎn)、分配、流通、消費各環(huán)節(jié)堵點，推動重點核心產(chǎn)業(yè)鏈相關上下游供應鏈多元化配套合作。產(chǎn)業(yè)鏈中主導企業(yè)和供應鏈鏈主企業(yè)要增強憂患意識、樹立底線思維，以備份思維和行動釋放一部分需求，采購和使用部分國產(chǎn)零部件和原材料，給予國內(nèi)企業(yè)在重要產(chǎn)品和關鍵核心技術領域的應用機會，有效防范化解極端情況下供應短缺帶來風險挑戰(zhàn)。

（三）加大對科技保險的創(chuàng)新力度，建立自主創(chuàng)新容錯免責機制

2021年10月，我國18家財產(chǎn)險公司、再保險公司共同組建集成電路共保體，2022年上半年共保體為長江儲存、中芯國際等12家集成電路企業(yè)提供保險保障5903億元。面對靶材行業(yè)發(fā)展中風險補償機制不完善等問題，可以推廣集成電路共保體模式經(jīng)驗，進一步探索關鍵技術“卡脖子”問題的新型風險保障需求，助力構建戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)自主、安全、可控的產(chǎn)業(yè)鏈。在關系國家產(chǎn)業(yè)安全的重要領域，國家試行出臺專項的免責機制和容錯機制，針對在應用推廣過程中因非人為責任造成的直接損失和間接損失，設置保險基金保障機制。同時，減輕終端用戶推廣使用國產(chǎn)化產(chǎn)品的經(jīng)濟責任和政治責任，營造開放包容的創(chuàng)新氛圍。

（四）加強科研院所、高校與企業(yè)產(chǎn)學研緊密合作，解決國內(nèi)企業(yè)在研發(fā)過程中缺乏基礎研究支撐的問題

受制于技術封鎖，我國引進國外技術的難度日益加大，企業(yè)亟須開展應用基礎研究，解決發(fā)展中面臨的技術瓶頸，并為開發(fā)新一代產(chǎn)品提供技術儲備。然而，國內(nèi)有能力從事基礎研究的人才主要集中在高校和公立科研院所。應著力打通科研院所基礎研究在解決企業(yè)應用問題過程中存在的堵點、難點，引導各個創(chuàng)新主體之間信息、知識以及智力等要素的橫向流動與合理配置，提升創(chuàng)新體系的整體效能。學習借鑒靶材領軍企業(yè)產(chǎn)學研合作中的實踐經(jīng)驗，有效推進產(chǎn)學研一體化，加強專項領域創(chuàng)新聯(lián)合體建設，開展關鍵核心技術聯(lián)合攻關。鼓勵高校科研工作者階段性進駐企業(yè)、掛職企業(yè)，深入?yún)⑴c企業(yè)技術研發(fā)，幫扶企業(yè)提升基礎研究能力。建設新型研發(fā)機構，鏈接企業(yè)需求和技術攻關，為“卡脖子”技術提供持續(xù)源動力。

（五）構建全國統(tǒng)一的知識產(chǎn)權交易平臺，加快推進知識產(chǎn)權質押融資

2021年11月15日國家知識產(chǎn)權局頒布《專利權質押登記辦法》，2022年全年專利商標質押融資金額首次突破4000億元。四家領軍靶材企業(yè)（江豐電子、有研新材、阿石創(chuàng)、隆華節(jié)能）擁有的專利數(shù)量達到1700多項，實際知識產(chǎn)權質押融資僅30項，也只是傳統(tǒng)信貸及法人擔保融資附屬條件。建議在當前各省知識產(chǎn)權交易中心實踐基礎上，建立全國范圍內(nèi)統(tǒng)一、規(guī)范的知識產(chǎn)權交易平臺，打通各省知識產(chǎn)權交易信息“孤島”。總結發(fā)達區(qū)域經(jīng)驗，因地制宜推動地方政府主導、知識產(chǎn)權運營機構主導、保險機構主導、商業(yè)銀行主導四類知識產(chǎn)權質押典型模式。加大政策支持力度，加強銀行與知識產(chǎn)權服務機構合作，多維促進知識產(chǎn)權業(yè)務快速發(fā)展。促進企業(yè)自主創(chuàng)新，加速科技成果轉化，促進產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、資金鏈的融合發(fā)展。

（六）重視技術人才的內(nèi)培外引，實現(xiàn)人才鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合發(fā)展

以支撐科技自立自強為目標，在基礎研究和“卡脖子”問題領域，注重人才的引進與培養(yǎng)相結合。以靶材四家領軍企業(yè)為例，研發(fā)人員占到總人數(shù)的40%以上，第一塊國產(chǎn)靶材是國際關鍵技術專家?guī)е夹g和創(chuàng)業(yè)團隊回到國內(nèi)研發(fā)出來的。面對當前錯綜復雜的國際形勢，既要大膽引進國外高層次技術人才，也要加強自主培養(yǎng)人才，形成既有中國特色又有國際比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)技術人才發(fā)展機制。充分發(fā)揮科技領軍企業(yè)與科研院所技術力量，通過校企雙方深度融合，出臺有針對性的技術人才激勵與培養(yǎng)政策，加快產(chǎn)業(yè)鏈上下游各技術領域人才集聚，培養(yǎng)兼具專業(yè)背景和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗的強大人才隊伍。做好我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)急需緊缺技術人才盤點，對標發(fā)達國家高層次技術人才引進政策，健全完善海外高層次技術人才引進政策體系，對引進人才在承擔重大科技項目等方面提供支持。加大國內(nèi)科技領軍企業(yè)引進國際高端技術人才補助，完善高端技術人才出入境、醫(yī)療、住房、稅收、子女教育、配偶就業(yè)等一攬子服務體系。

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