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略性新興產業領域生產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，我國通過產業政策引導、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，實現少數企業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進行調研，分析高技術產品自主研發和生產中存在的共性問題，以期對于解決諸多“規模—技術”非對稱性行業“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展情況
（一）日美歐少數跨國企業
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、集成電路產業快速發展，2017—2021年全球靶材市場規模維持年均14%的增長率，2021年全球靶材市場規模約為213億美元。全球濺射靶材的研發及生產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，全面控制產業鏈和供應鏈，擁有整個產業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，實現靶材國產化“從0到1”的跨越
為了實現靶材關鍵核心技術自主，搶占材料前沿制高點，國家和重點區域持續出臺一系列支持濺射靶材行業發展的政策，為行業快速發展營造良好成長環境（見表1）。國家高技術研究發展計劃（“863計劃”）、國家科技重大專項“極大規模集成電路制造裝備及成套工藝”專項（“02專項”）等科研與產業化項目進行專項支持。同時，推動多層次資本市場助力行業內技術領先企業實現上市融資，有效保障企業研發費用長效投入所需資金。國內靶材市場規模從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%（數據來源：SEMI根據統計數據測算）。國產化程度不斷提升，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，已基本實現國產自主可控，主要平板顯示器靶材國產化供應比例超過50%。
我國已培育少數專業從事高性能濺射靶材研發和生產的企業，不斷彌補國內同類產品的技術空白，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（平板顯示領域靶材為主）、隆華節能（平板顯示領域靶材為主）等上市企業已成功開發出一批能適應高端應用領域的濺射靶材。國產產品已進入臺積電、格羅方德、意法半導體、中芯國際、東芝、海力士、京東方、SunPower等國內外知名廠商供應商生態體系中（見圖1）。
圖1 國內靶材供應廠商準入下游客戶
（三）圍繞產業鏈部署創新鏈，產業鏈逐步實現向中高端發展
靶材領軍企業經過20年從無到有的發展，持續提升創新鏈科技供給，推動產業蝶變升級，向產業鏈上下游延伸，逐步提升產業價值。江豐電子聯合哈爾濱工業大學等科研院校全面布局上游原材料領域，實現高純鋁、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、蒸發膜材垂直一體化研發和生產的產業化平臺。阿石創與鄭州大學何季麟院士團隊合作開發“平板顯示用高性能ITO靶材關鍵技術及工程化”項目。阿石創重點發展智能制造能力，實現PVD鍍膜材料全流程智能化、數字化。同時，針對我國半導體設備零部件及耗材國產化水平極低的現狀，江豐電子聯合國內設備廠家研制靶材生產、檢測的關鍵設備，實現對北方華創、沈陽拓荊等國內頭部半導體設備公司供貨。隆華科技瞄準全球產業創新前沿，開發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多品種、高門檻、定制化研發的特點，從而對濺射靶材金屬材料純度、內部微觀結構等提出嚴苛的標準。當前，集成電路鈷靶材國內有研究和生產基礎，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部分國產化替代，仍有若干種未開發。江豐電子2022年中期報告披露，5nm技術節點靶材樣品正在臺積電、中芯國際、海力士、聯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展中存在的問題
（一）濺射靶材短期內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年法國開發出99.99%精鋁生產工藝，1941年日本住友化學實現批量化生產。受制于三層電解基礎研究薄弱，我國最大的超純鋁生產企業眾和股份反饋，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
濺射靶材產品質量、性能指標直接決定終端產品的品質和穩定性，因此，濺射靶材行業存在嚴格的供應商認證機制，只有通過嚴格的行業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、產品報價、樣品檢測、小批量試用、穩定性檢測、批量生產等多個階段，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、產品質量、后續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略合作，下游出于對自身利益的考慮，以及對國產產品可靠性的擔憂，實際執行的供應商和產品認證機制更為嚴苛，上游能獲取的有效反饋數據極為有限，不利于國產靶材工藝優化、質量提升、批量化生產。
（三）“多品種、小批量”的生產特點，使得靶材生產企業呈現“生產研發投入高、行業利潤空間受擠壓、融資難度大”等經營特征
受終端客戶定制化產品需要影響，靶材生產呈現“多品種、小批量”的特點，使得研發和生產成本較高。同時，建造現代化生產廠房和實驗室資金投入大，需要引進國外先進的研發生產設備和精密的檢驗測量儀器，根據《江豐電子招股說明書》披露的數據，年產5.2萬個超大規模集成電路用超高純金屬濺射靶材產業化項目總投資額為10億元，其中設備投資占比達到30%以上。
我國靶材行業持續資金投入能力薄弱。行業綜合毛利率基本在20%～25%之間，作為高端半導體領域的應用產品，半導體靶材產品毛利率約為30%。而國外靶材生產企業多為國際巨頭企業，靶材只是多元化發展業務之一，產品綜合毛利率在30%以上，公司凈利潤率均在10%以上，經營抗風險能力較強。同時，受原材料價格波動影響，盈利能力不確定性增加。行業發展初期研發與經營風險不確定性大，傳統金融支持力度不足，風險投資青睞程度低，專利等無形資產創新融資難度較大，主要靠政府補貼，非經常性損益占當期利潤總額比例高，可持續發展面臨較大困難。
（四）現有風險補償機制對于推廣應用自主可控產品帶來的潛在系統風險覆蓋不足、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%（數據來源：SEMI統計），靶材供應商需要承擔國產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濟損失，對于因使用國產技術自主開發的產品可能引發的系統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產品在應用端的推廣使用。
（五）滯后的人才培養導致行業人才匱乏，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，國內濺射靶材起步較晚，滯后的人才培養導致行業人才匱乏。濺射靶材研發和制造需要大批具有深厚專業背景、豐富實踐經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背景和豐富產業經驗的歸國博士、日籍專家，對于實現靶材自主研發起到關鍵作用。
要開發出滿足下游客戶需求的產品，研發人員不僅要求具備復合型專業知識結構和較強學習能力，對行業技術發展趨勢有準確把握，還需要在實際工藝環境中長期積累應用經驗，深刻理解生產工藝的關鍵技術。同時，公司產品在銷售給客戶后，需要經驗豐富的工程師提供專業技術支持服務，對產品逐步完善。
三、濺射靶材自主可控發展對于解決“卡脖子”問題的啟示
在中美博弈的大背景下，諸如靶材這類行業的自主可控成為實現我國科技自立自強的重要組成部分。我們要高度重視“安全—規模—技術”非對稱性，積極創新發展組織模式，發揮市場規模優勢，釋放國產化需求，拉動供給端創新發展，形成大中小民營企業融通發展的創新生態，以自主創新鏈保障安全穩定的產業鏈，充分發揮資金鏈和人才鏈對于產業鏈的支撐作用，構建社會主義市場經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融通發展的創新生態
創新技術研發組織模式，充分發揮龍頭骨干企業的帶頭作用，構建以技術積累與創新為主的中小企業為內核的更加開放的創新生態系統。推動大中小企業基于產業鏈、資金鏈、創新鏈融通發展，實現互補協同的產業融合發展體系，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過程中好的做法，鼓勵行業領軍企業牽頭成立聯合體，圍繞重點領域研發及產業化，解決關鍵核心技術，實現技術到市場的突破。鼓勵靶材上中下游的企業成立企業戰略聯盟，設立各環節試點企業，協調推進國產化替代。同時鼓勵主導企業加強同上下游合資，以資產為紐帶或簽訂長期協議，風險共擔，共同走向市場。
（二）發揮市場規模優勢，打通堵點，釋放需求，拉動供給端創新發展
靶材行業長達20年的自主發展實踐證明，我國要快速培育一批專業領域的冠軍企業，必須通過需求端的市場釋放，拉動供給端的創新發展。面對外部環境變化帶來的新挑戰，應立足我國產業規模優勢、配套優勢和部分領域先發優勢，打通生產、分配、流通、消費各環節堵點，推動重點核心產業鏈相關上下游供應鏈多元化配套合作。產業鏈中主導企業和供應鏈鏈主企業要增強憂患意識、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零部件和原材料，給予國內企業在重要產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。
（三）加大對科技保險的創新力度，建立自主創新容錯免責機制
2021年10月，我國18家財產險公司、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家集成電路企業提供保險保障5903億元。面對靶材行業發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，助力構建戰略性新興產業自主、安全、可控的產業鏈。在關系國家產業安全的重要領域，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化產品的經濟責任和政治責任，營造開放包容的創新氛圍。
（四）加強科研院所、高校與企業產學研緊密合作，解決國內企業在研發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，企業亟須開展應用基礎研究，解決發展中面臨的技術瓶頸，并為開發新一代產品提供技術儲備。然而，國內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應用問題過程中存在的堵點、難點，引導各個創新主體之間信息、知識以及智力等要素的橫向流動與合理配置，提升創新體系的整體效能。學習借鑒靶材領軍企業產學研合作中的實踐經驗，有效推進產學研一體化，加強專項領域創新聯合體建設，開展關鍵核心技術聯合攻關。鼓勵高校科研工作者階段性進駐企業、掛職企業，深入參與企業技術研發，幫扶企業提升基礎研究能力。建設新型研發機構，鏈接企業需求和技術攻關，為“卡脖子”技術提供持續源動力。
（五）構建全國統一的知識產權交易平臺，加快推進知識產權質押融資
2021年11月15日國家知識產權局頒布《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（江豐電子、有研新材、阿石創、隆華節能）擁有的專利數量達到1700多項，實際知識產權質押融資僅30項，也只是傳統信貸及法人擔保融資附屬條件。建議在當前各省知識產權交易中心實踐基礎上，建立全國范圍內統一、規范的知識產權交易平臺，打通各省知識產權交易信息“孤島”。總結發達區域經驗，因地制宜推動地方政府主導、知識產權運營機構主導、保險機構主導、商業銀行主導四類知識產權質押典型模式。加大政策支持力度，加強銀行與知識產權服務機構合作，多維促進知識產權業務快速發展。促進企業自主創新，加速科技成果轉化，促進產業鏈、創新鏈、資金鏈的融合發展。
（六）重視技術人才的內培外引，實現人才鏈與產業鏈深度融合發展
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相結合。以靶材四家領軍企業為例，研發人員占到總人數的40%以上，第一塊國產靶材是國際關鍵技術專家帶著技術和創業團隊回到國內研發出來的。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，也要加強自主培養人才，形成既有中國特色又有國際比較優勢的產業技術人才發展機制。充分發揮科技領軍企業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政策，加快產業鏈上下游各技術領域人才集聚，培養兼具專業背景和產業經驗的強大人才隊伍。做好我國戰略性新興產業急需緊缺技術人才盤點，對標發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。加大國內科技領軍企業引進國際高端技術人才補助，完善高端技術人才出入境、醫療、住房、稅收、子女教育、配偶就業等一攬子服務體系。
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