2011-2015 年，半導(dǎo)體領(lǐng)域成為鈦靶塊技術(shù)創(chuàng)新的戰(zhàn)場，針對先進(jìn)制程的鈦靶塊實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破。隨著半導(dǎo)體芯片向 14nm 及以下先進(jìn)節(jié)點演進(jìn)，對鈦靶塊的純度、致密度和缺陷控制提出了要求，純度需達(dá)到 99.9995% 以上，氧含量控制在 200ppm 以下，部分產(chǎn)品要求不超過 5ppm。國內(nèi)企業(yè)在這一時期取得重大進(jìn)展，江豐電子、有研億金等企業(yè)成功開發(fā)出適用于 28nm 及以上成熟制程的鈦靶產(chǎn)品，通過了國內(nèi)主流晶圓廠的驗證導(dǎo)入。技術(shù)層面，大尺寸鈦靶塊制備技術(shù)取得突破，實現(xiàn)了 200mm 及 300mm 晶圓用鈦靶的穩(wěn)定生產(chǎn)，滿足了 12 英寸晶圓廠的產(chǎn)能需求；靶材與背板的一體化綁定技術(shù)優(yōu)化，提升了濺射過程中的穩(wěn)定性和靶材利用率。市場方面，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶動鈦靶塊需求激增，2015 年國內(nèi)半導(dǎo)體用鈦靶市場規(guī)模已初具規(guī)模，國產(chǎn)化率逐步提升。這一階段的關(guān)鍵成果是打破了國際企業(yè)在半導(dǎo)體鈦靶領(lǐng)域的長期壟斷，為我國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈自主可控奠定了材料基礎(chǔ)。光伏電池背電極鍍膜，鈦鋁復(fù)合靶提升光電轉(zhuǎn)換效率，助力新能源發(fā)展。景德鎮(zhèn)TA2鈦靶塊的市場
鈦靶塊的分類體系較為完善，不同分類標(biāo)準(zhǔn)下的鈦靶塊在性能與應(yīng)用場景上存在差異，明確其分類有助于匹配具體應(yīng)用需求。從純度角度劃分，鈦靶塊可分為工業(yè)純鈦靶塊與高純鈦靶塊。工業(yè)純鈦靶塊的純度通常在99.0%-99.7%之間，主要含有氧、氮、碳、氫、鐵等微量雜質(zhì)，這類靶塊成本相對較低，適用于對薄膜純度要求不高的場景，如普通裝飾性涂層、部分機(jī)械零部件的表面強(qiáng)化等。高純鈦靶塊的純度則普遍在99.9%以上，部分領(lǐng)域使用的鈦靶塊純度甚至可達(dá)99.99%（4N）、99.999%（5N）級別，其雜質(zhì)含量被嚴(yán)格控制在極低水平，因為即使是微量雜質(zhì)也可能影響沉積薄膜的電學(xué)、光學(xué)或磁學(xué)性能，因此高純鈦靶塊廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、顯示面板、太陽能電池等電子信息領(lǐng)域。從結(jié)構(gòu)形態(tài)劃分，鈦靶塊可分為實心鈦靶塊、復(fù)合鈦靶塊與拼接鈦靶塊。實心鈦靶塊由單一鈦材制成，結(jié)構(gòu)簡單，一致性好，適用于中小尺寸濺射場景；復(fù)合鈦靶塊通常以鈦為表層，以銅、鋁等金屬為基體，既能保證薄膜質(zhì)量，又能降低成本并提高導(dǎo)熱導(dǎo)電性；拼接鈦靶塊則通過焊接等方式將多個鈦塊拼接而成，主要用于大尺寸濺射設(shè)備，如大面積顯示面板生產(chǎn)所用的靶塊。景德鎮(zhèn)TA2鈦靶塊的市場化工設(shè)備防護(hù)涂層，抵御酸堿等化學(xué)介質(zhì)侵蝕，保障設(shè)備長期運(yùn)行。
鈦靶塊的優(yōu)異性能源于其獨特的物理與化學(xué)特性，這些特性不僅決定了其自身的加工與使用穩(wěn)定性，更直接影響著沉積膜層的性能，是其在多領(lǐng)域得以應(yīng)用的基礎(chǔ)。從物理性能來看，鈦靶塊具有三大關(guān)鍵特性：其一，密度低且強(qiáng)度高，純鈦的密度約為 4.51g/cm3，為鋼的 57%、銅的 45%，這使得鈦靶塊在相同尺寸下重量更輕，便于鍍膜設(shè)備的安裝與更換，降低設(shè)備負(fù)載；同時，鈦的抗拉強(qiáng)度可達(dá) 500-700MPa，經(jīng)過加工強(qiáng)化后可進(jìn)一步提升，因此鈦靶塊具有良好的力學(xué)穩(wěn)定性，在濺射過程中（需承受高能粒子轟擊與一定溫度升高）不易發(fā)生變形或開裂，確保靶材使用壽命與膜層沉積穩(wěn)定性。
綠色制造與可持續(xù)發(fā)展將成為鈦靶塊行業(yè)的發(fā)展理念。當(dāng)前國內(nèi)鈦靶生產(chǎn)企業(yè)已開始推廣節(jié)能環(huán)保工藝，單位產(chǎn)品能耗預(yù)計降低15%，碳排放量減少20%，未來將進(jìn)一步通過工藝優(yōu)化實現(xiàn)低碳化生產(chǎn)。熔煉環(huán)節(jié)，將推廣低能耗電子束冷床技術(shù)，替代傳統(tǒng)真空電弧熔煉，能耗降低30%以上；軋制環(huán)節(jié)，采用伺服電機(jī)驅(qū)動的高精度軋制設(shè)備，能源利用效率提升25%。循環(huán)經(jīng)濟(jì)將成為行業(yè)標(biāo)配，除廢靶回收外，生產(chǎn)過程中的切屑、邊角料等副產(chǎn)品利用率將達(dá)95%以上，通過氫化脫氫工藝制成粉末，用于3D打印靶材生產(chǎn)。環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)方面，將嚴(yán)格控制生產(chǎn)過程中的廢氣、廢水排放，采用等離子體處理技術(shù)凈化廢氣，廢水循環(huán)利用率達(dá)90%以上。綠色供應(yīng)鏈建設(shè)加速，企業(yè)將從原料采購、生產(chǎn)制造到產(chǎn)品回收全流程踐行綠色理念，獲得ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證的企業(yè)占比將達(dá)100%。預(yù)計2030年，行業(yè)單位產(chǎn)品碳排放將較2025年下降30%，綠色生產(chǎn)技術(shù)普及率達(dá)80%以上。高純度鈦靶塊（≥99.9999%）適配 16 兆位超大規(guī)模集成電路，無雜質(zhì)干擾制程。
大尺寸鈦靶塊的成型工藝創(chuàng)新隨著顯示面板、光伏玻璃等行業(yè)的發(fā)展，對大尺寸鈦靶塊（單塊尺寸超過1500mm×1000mm×20mm）的需求日益增長，傳統(tǒng)成型工藝因存在成型難度大、內(nèi)部應(yīng)力集中等問題，難以制備出合格的大尺寸產(chǎn)品。大尺寸鈦靶塊成型工藝創(chuàng)新采用“拼焊+整體鍛壓”的復(fù)合成型技術(shù)，成功突破了尺寸限制。首先，選用多塊小尺寸鈦錠作為坯料，采用真空電子束焊接技術(shù)進(jìn)行拼焊，焊接過程中采用窄間隙焊接工藝，焊縫寬度控制在3-5mm，同時通過焊縫背面保護(hù)和焊后真空退火處理（800℃保溫2h），消除焊接應(yīng)力，使焊縫的強(qiáng)度達(dá)到基體強(qiáng)度的95%以上。拼焊后的坯料進(jìn)入整體鍛壓階段，創(chuàng)新采用大型水壓機(jī)進(jìn)行多向鍛壓，鍛壓過程中采用“先寬展后延伸”的工藝路線，寬展階段的壓下量控制在30%-40%，延伸階段的壓下量控制在20%-30%，并通過計算機(jī)模擬鍛壓過程中的應(yīng)力分布，優(yōu)化鍛壓參數(shù)，避免出現(xiàn)局部應(yīng)力集中。鍛壓后的坯料再經(jīng)過數(shù)控銑削加工，保證靶塊的平面度誤差控制在0.1mm/m以內(nèi)。醫(yī)療設(shè)備電極材料，導(dǎo)電性與穩(wěn)定性兼具，保障診斷設(shè)備運(yùn)行。景德鎮(zhèn)TA2鈦靶塊的市場
新能源汽車電機(jī)涂層原料，耐電蝕特性保障電機(jī)高效穩(wěn)定運(yùn)行。景德鎮(zhèn)TA2鈦靶塊的市場
對于復(fù)合鈦靶塊（如鈦-銅復(fù)合靶、鈦-鋁復(fù)合靶），界面結(jié)合強(qiáng)度是決定靶塊性能的關(guān)鍵因素，傳統(tǒng)復(fù)合工藝采用焊接或熱軋復(fù)合，存在界面結(jié)合不牢固、易分層等問題。界面結(jié)合強(qiáng)化創(chuàng)新采用“擴(kuò)散焊接+界面合金化”的復(fù)合技術(shù)，顯著提高了界面結(jié)合性能。擴(kuò)散焊接階段，將鈦基體與復(fù)合層材料進(jìn)行表面預(yù)處理（打磨、拋光、清洗）后，貼合在一起放入真空擴(kuò)散焊接爐中，在1000-1100℃、50-80MPa的條件下保溫2-4h，使界面處的原子相互擴(kuò)散，形成厚度為5-10μm的擴(kuò)散層。界面合金化階段，創(chuàng)新在鈦基體與復(fù)合層之間添加一層厚度為10-20μm的中間合金層（如鈦-銅-鎳合金），中間合金層可降低界面處的擴(kuò)散能，促進(jìn)界面反應(yīng)的進(jìn)行，形成穩(wěn)定的金屬間化合物（如TiCu、TiNi）。經(jīng)界面強(qiáng)化處理后的復(fù)合鈦靶塊，界面結(jié)合強(qiáng)度從傳統(tǒng)工藝的30-50MPa提升至100-150MPa，在濺射過程中無分層現(xiàn)象發(fā)生。該創(chuàng)新技術(shù)使復(fù)合鈦靶塊的應(yīng)用范圍大幅拓寬，已成功應(yīng)用于集成電路的多層布線鍍膜、電磁屏蔽涂層等領(lǐng)域，其中鈦-銅復(fù)合靶塊的鍍膜導(dǎo)電性較單一鈦靶塊提升5-8倍。景德鎮(zhèn)TA2鈦靶塊的市場
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