加速I(mǎi)TO靶材國(guó)產(chǎn)化完善銦產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展

楊揚(yáng) 謝夢(mèng)

一、銦產(chǎn)業(yè)鏈概述

銦是全球分布極不均衡的稀缺稀有金屬，也是最重要的戰(zhàn)略資源之一[1]，全球預(yù)估銦儲(chǔ)量?jī)H5萬(wàn)t，是黃金儲(chǔ)量的1/6。根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)，世界各國(guó)銦產(chǎn)量都比較?。ㄈ鐖D1）。

我國(guó)是世界上銦資源最豐富的國(guó)家，同時(shí)也是世界上第1大原生銦（即來(lái)自于閃鋅礦等原生礦冶煉副產(chǎn)品等的精銦）生產(chǎn)國(guó)。我國(guó)在世界銦儲(chǔ)量的分布占比達(dá)62.5%，已探明儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的72.7%。我國(guó)是最大精銦生產(chǎn)國(guó)。2016年世界精銦總產(chǎn)量約780t，我國(guó)精銦產(chǎn)量約380t，約占全球產(chǎn)量50%。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的發(fā)展，我國(guó)形成了以湖南、云南、廣西以及廣東為主的銦生產(chǎn)集中區(qū)，其中云南、廣西和內(nèi)蒙古為中國(guó)的3大銦資源省，查明資源儲(chǔ)量分別為6 135.43t、2 754.03t和2 057.37t[1]。國(guó)內(nèi)具有代表性的企業(yè)有株洲冶煉集團(tuán)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“株冶”）、株洲科能新材料有限責(zé)任公司，華聯(lián)鋅銦有限公司、蒙自礦業(yè)礦冶有限公司、廣西德邦科技有限公司等，這些企業(yè)近年來(lái)的銦產(chǎn)能都達(dá)到40t/a以上。其中株冶年產(chǎn)銦70t，是全國(guó)最大的原生銦生產(chǎn)商。

銦的最大消費(fèi)領(lǐng)域在生產(chǎn)銦錫氧化物（ITO）靶材，用于制備透明導(dǎo)電膜，占全球銦消費(fèi)量的70%；其他為電子半導(dǎo)體領(lǐng)域，占15%；合金和焊料領(lǐng)域，占10%；薄膜太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，占6%。而ITO靶材在高端顯示透明導(dǎo)電膜的用量占ITO靶材總用量的80%以上，低端顯示的ITO靶材用量占10%，如圖2所示。

ITO靶材制備幾乎由日、韓壟斷，一方面我國(guó)的銦生產(chǎn)企業(yè)爭(zhēng)相出口銦到日韓，造成金屬銦的買(mǎi)方市場(chǎng)。據(jù)安泰科的統(tǒng)計(jì)，2015年我國(guó)共出口89.89t，2016年上半年己累計(jì)出口99.025t，我國(guó)已由凈進(jìn)口國(guó)轉(zhuǎn)變?yōu)閮舫隹趪?guó)[2]。另一方面，國(guó)內(nèi)消費(fèi)ITO靶材的鍍膜企業(yè)又大量從日、韓進(jìn)口ITO靶材，造成ITO靶材的賣(mài)方市場(chǎng)。國(guó)家每年又要向液晶廠(chǎng)家進(jìn)行大量補(bǔ)貼，用于采購(gòu)靶材，僅2012年，國(guó)家就拿出100多億元進(jìn)行補(bǔ)貼。所以中國(guó)在銦產(chǎn)業(yè)鏈的下游力量非常薄弱，這就導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)鏈上游的絕對(duì)資源優(yōu)勢(shì)不能有效發(fā)揮[3]。

二、ITO靶材產(chǎn)業(yè)概況

1.國(guó)外ITO靶材產(chǎn)業(yè)概況

全球90%以上的平板顯示器件生產(chǎn)和ITO靶材需求市場(chǎng)都集中在亞洲，主要集中在日本、韓國(guó)、中國(guó)大陸及臺(tái)灣地區(qū)。2016年全球液晶電視面板出貨量韓國(guó)第1，中國(guó)大陸超越臺(tái)灣地區(qū)位居全球第2，而中國(guó)的ITO靶材需求量占到全球的35%以上。世界ITO靶材的先進(jìn)技術(shù)長(zhǎng)期被日本掌握，隨后韓國(guó)在常壓燒結(jié)技術(shù)取得突破性的進(jìn)展，打破了日本企業(yè)在ITO靶材的技術(shù)壟斷地位。從目前ITO產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀來(lái)看，日本日礦金屬株式會(huì)社（簡(jiǎn)稱(chēng)“日本日礦”）、日本三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社（簡(jiǎn)稱(chēng)“日本三井”）、日本東曹株式會(huì)社（簡(jiǎn)稱(chēng)“日本東曹”）及韓國(guó)三星集團(tuán)（簡(jiǎn)稱(chēng)“韓國(guó)三星”）囊括了80%以上的ITO靶材市場(chǎng)，日本企業(yè)生產(chǎn)的靶材以大尺寸、高性能占據(jù)著顯示器中高端領(lǐng)域，而目前我國(guó)在銦的深加工方面尚處于初級(jí)階段，國(guó)內(nèi)的企業(yè)仍在積極研發(fā)和引進(jìn)ITO靶材常壓燒結(jié)技術(shù)。

2.國(guó)內(nèi)ITO靶材行業(yè)概況

對(duì)于ITO靶材，我國(guó)有銦資源優(yōu)勢(shì)，是全球銦資源大國(guó)。由于銦的下游產(chǎn)業(yè)，特別是ITO靶材市場(chǎng)發(fā)展緩慢，致使中國(guó)的金屬銦大量出口，而銦深加工產(chǎn)品——ITO靶材卻高度依賴(lài)進(jìn)口。高端薄膜晶體管液晶顯示屏（TFT-LCD）市場(chǎng)用ITO靶材的全部份額幾乎被日本日礦、日本三井以及韓國(guó)三星占據(jù)。由于國(guó)外對(duì)ITO靶材技術(shù)長(zhǎng)期技術(shù)封鎖，我國(guó)ITO靶材缺乏核心技術(shù)，該產(chǎn)業(yè)一直處于技術(shù)弱勢(shì)地位。2016年國(guó)內(nèi)ITO靶材廠(chǎng)商年產(chǎn)總量約50t。由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的ITO靶材密度低且均勻性差、質(zhì)量波動(dòng)大等問(wèn)題，目前暫時(shí)無(wú)法滿(mǎn)足大尺寸高端平板顯示器行業(yè)對(duì)于靶材質(zhì)量的要求，僅僅部分用于低端液晶產(chǎn)品，以及國(guó)內(nèi)低世代的TFT-LCD產(chǎn)線(xiàn)和CF產(chǎn)線(xiàn)，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有一家靶材制造企業(yè)在高世代TFT-LCD面板廠(chǎng)商通過(guò)試鍍認(rèn)證。隨著京東方科技集團(tuán)股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“京東方”）在福州第8.5代TFT-LCD生產(chǎn)線(xiàn)、成都第6代AMOLED生產(chǎn)線(xiàn)、合肥第10.5代TFT-LCD生產(chǎn)線(xiàn)及深圳市華星光電技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“華星光電”）11代 TFT-LCD線(xiàn)等在建的液晶面板生產(chǎn)線(xiàn)陸續(xù)投產(chǎn)運(yùn)行，ITO靶材產(chǎn)業(yè)的規(guī)模將持續(xù)壯大。

三、ITO靶材國(guó)產(chǎn)化現(xiàn)狀

為了實(shí)現(xiàn)ITO靶材的技術(shù)突破和產(chǎn)能瓶頸，近幾年國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)紛紛加快了ITO靶材技術(shù)研發(fā)和引進(jìn)，先后上馬了多個(gè)高端ITO靶材國(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目。當(dāng)中以廣西晶聯(lián)光電材料有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“廣西晶聯(lián)”）、株冶、河北恒博精細(xì)陶瓷材料有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“河北恒博”）、福建阿石創(chuàng)新材料股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“福建阿石創(chuàng)”）和優(yōu)美科先導(dǎo)薄膜技術(shù)股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“優(yōu)美科先導(dǎo)”）為代表（以上排名不分先后）。目前國(guó)內(nèi)的技術(shù)工藝流程如圖3所示。

主要的工藝區(qū)別在粉體制程和靶材制程，國(guó)外主要采用氧化銦和氧化錫粉末混合后，經(jīng)球磨處理制備ITO靶材，而國(guó)內(nèi)大部分的企業(yè)目前以共沉淀制備ITO粉體為原料，進(jìn)行球磨處理制備ITO靶材。主要企業(yè)現(xiàn)狀如下（以下排名不分先后）：

①?gòu)V西晶聯(lián)成立于2007年9月，主要生產(chǎn)銷(xiāo)售ITO靶材、銦鎵鋅氧化物（IGZO）靶材等，擁有靶材及其他與靶材相關(guān)的光電材料系列產(chǎn)品的回收、研究和開(kāi)發(fā)。通過(guò)引進(jìn)消化國(guó)外的ITO燒結(jié)靶制備技術(shù)，廣西晶聯(lián)采用共沉淀法制備ITO粉體，研發(fā)制備的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的2.5代TFT-LCD線(xiàn)和6代彩色濾光片（CF）線(xiàn)通過(guò)試鍍認(rèn)證。2016年8月，廣西晶聯(lián)被隆華節(jié)能收購(gòu)，持有其70%的股權(quán)。2017年2月，廣西晶聯(lián)在洛陽(yáng)擴(kuò)產(chǎn)，長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)是打造國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的系列靶材制造企業(yè)。

②株冶2000年開(kāi)始從事ITO熱等靜壓靶材研發(fā)，2005年投產(chǎn)并起草了ITO靶材國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2008年開(kāi)始ITO燒結(jié)靶材的研發(fā)，通過(guò)引進(jìn)消化國(guó)際先進(jìn)的ITO靶材常壓燒結(jié)技術(shù)，采用混合法制備已實(shí)現(xiàn)ITO燒結(jié)靶材量產(chǎn)，并計(jì)劃擴(kuò)產(chǎn)至120t/a。產(chǎn)品廣泛用于國(guó)內(nèi)TN、STN及TP領(lǐng)域，目前正在國(guó)內(nèi)高世代TFT-LCD產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行試鍍。

③河北恒博新材料科技股份有限公司于2010年11月8日注冊(cè)登記成立，位于河北省曲周縣駱莊工業(yè)區(qū)。公司年產(chǎn)高純氧化鋁1.9萬(wàn)t，其中晶體用氧化鋁為1.2萬(wàn)t、氧化鋯粉1 700t、ITO靶材80t，ITO靶材產(chǎn)品目前用于TN、STN和TP級(jí)的導(dǎo)電玻璃及薄膜的生產(chǎn)。

④福建阿石創(chuàng)新材料股份有限公司創(chuàng)成立于2002年，是集薄膜材料生產(chǎn)、研發(fā)、銷(xiāo)售于一體的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高新技術(shù)企業(yè)。通過(guò)引進(jìn)國(guó)外ITO靶材技術(shù)，于2016年投資購(gòu)買(mǎi)了年產(chǎn)50t ITO靶材生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)備，計(jì)劃2017年投產(chǎn)，2017年5月該公司擬于深交所創(chuàng)業(yè)板上市。

⑤優(yōu)美科先導(dǎo)薄膜技術(shù)有限公司是比利時(shí)優(yōu)美科公司和廣東清遠(yuǎn)先導(dǎo)稀材股份有限公司組成的合資公司（優(yōu)美科占股60%，清遠(yuǎn)先導(dǎo)占股40%）。公司將優(yōu)美科先進(jìn)的技術(shù)和現(xiàn)有市場(chǎng)，與先導(dǎo)較完整的銦供應(yīng)鏈進(jìn)行整合，主要產(chǎn)品為旋轉(zhuǎn)靶材和傳統(tǒng)平面靶材，計(jì)劃ITO靶材的生產(chǎn)規(guī)模力爭(zhēng)達(dá)到200t/a。2017年2月在安徽合肥新站高新區(qū)簽約液晶面板用ITO靶材生產(chǎn)項(xiàng)目，總投資25億元，建成后將形成年產(chǎn)800t ITO靶材、100t太陽(yáng)能靶材和100t其他種類(lèi)靶材的生產(chǎn)能力，年產(chǎn)值超百億元。

同時(shí)國(guó)內(nèi)的其他ITO靶材廠(chǎng)商也在積極開(kāi)展高端產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，如廈門(mén)映日新材料科技有限公司、中色（寧夏）東方集團(tuán)有限公司和韶關(guān)西格瑪技術(shù)有限公司等?？傮w來(lái)看，國(guó)內(nèi)的ITO靶材產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展階段。

四、ITO靶材產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

隨著LCD和OLED等顯示技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了ITO靶材在技術(shù)方面和應(yīng)用方面呈現(xiàn)了快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。下游產(chǎn)業(yè)對(duì)ITO靶材性能的要求亦隨之提高，要求IT0靶材不僅質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，而且還需向高密度化、尺寸大型化、低電阻率、提高濺射使用效率等方向發(fā)展。

ITO靶材下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展，將直接關(guān)系到靶材材料的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。顯示器件全方位覆蓋了信息技術(shù)的全領(lǐng)域，從彩電、車(chē)載、計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備到虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)設(shè)備等。除了傳統(tǒng)的彩電、計(jì)算機(jī)和手機(jī)外，新型顯示應(yīng)用開(kāi)始成為驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的作用力。隨著主動(dòng)矩陣有機(jī)發(fā)光二極體（AMOLED）等新技術(shù)飛躍發(fā)展，近幾年北京維信諾科技有限公司和京東方先后規(guī)劃建設(shè)多條AMOLED產(chǎn)線(xiàn)，這也將會(huì)積極帶動(dòng)上游相關(guān)的材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展。因此由于靶材下游應(yīng)用產(chǎn)業(yè)需求的變化較快，未來(lái)的靶材市場(chǎng)必然會(huì)隨之出現(xiàn)較大的改變。

五、展望

國(guó)內(nèi)外很多機(jī)構(gòu)都在研發(fā)ITO靶材的新興替代材料，目前廣受關(guān)注的材料包括：納米銀線(xiàn)、納米碳管、金屬網(wǎng)格、導(dǎo)電聚合物、石墨烯、ITO油墨等。截至目前這些替代品仍處于研發(fā)階段，且開(kāi)發(fā)難度很大，短期內(nèi)這些新興替代材料還無(wú)法滿(mǎn)足面板產(chǎn)品的鍍膜要求。同時(shí)國(guó)內(nèi)TFT-LCD面板企業(yè)已經(jīng)投資幾千億固定資產(chǎn)，使用替代產(chǎn)品將損失巨大，因此TFT-LCD面板企業(yè)也不愿意在短期內(nèi)使用ITO產(chǎn)品的替代產(chǎn)品。

作為銦資源大國(guó)，目前中國(guó)銦產(chǎn)業(yè)面臨嚴(yán)重的過(guò)剩問(wèn)題，加速I(mǎi)TO靶材項(xiàng)目的國(guó)產(chǎn)化，對(duì)于提升我國(guó)靶材產(chǎn)業(yè)總體技術(shù)水平有重大意義，還將帶動(dòng)精銦及其深加工產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)的消費(fèi)能力，對(duì)于穩(wěn)定金屬銦的供應(yīng)市場(chǎng)和ITO鍍膜行業(yè)的原料供應(yīng)市場(chǎng)，均具有積極意義；同時(shí)還將會(huì)對(duì)冶金工業(yè)、光電子工業(yè)、家電信息工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、新能源工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、航天航空工業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展將起著重要的 帶動(dòng)關(guān)聯(lián)作用。

參考文獻(xiàn)

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