從95%依賴到3nm突破，中國釕靶材的自主突圍之路

隨著中國半導體產業向3nm、2nm先進制程發起沖刺，一種名為“釕靶材”的核心材料正成為產業鏈攻堅的關鍵。作為替代傳統銅互連的重要材料，它直接決定著芯片的良率與性能。據行業研究機構估算，在7nm及以下先進制程領域，中國高純釕靶材進口依存度超過95%（部分分析直指98%），市場格局正經歷從技術攻堅到產業落地的關鍵躍升。

不同于大眾熟知的硅片、光刻膠，釕靶材低調卻關鍵。它是物理氣相沉積（PVD）工藝的核心耗材，通過高能粒子轟擊靶材表面實現薄膜沉積。在3nm及以下先進制程中，它承擔著互連布線的關鍵角色，是替代傳統銅互連、突破納米尺度電阻瓶頸的重要方案。如果說光刻膠是芯片的“畫筆”，硅片是芯片的“地基”，那么釕靶材就是先進制程的“神經脈絡”。一旦供應中斷，國內先進晶圓產線將面臨停擺風險。

從超過95%的極端依賴，到江豐電子3nm靶材的突破，中國濺射靶材產業的攻堅戰，正進入關鍵階段。

物理極限下的“關鍵材料”，為什么必須是釕

要理解釕靶材的戰略價值，必須先回到摩爾定律放緩的物理困境。

過去三十年，芯片性能的提升主要依靠晶體管尺寸的縮小。然而，當制程進入7nm以下，傳統的銅（Cu）互連工藝遭遇了物理瓶頸。隨著導線寬度縮減至納米級別，銅線的電阻率急劇上升，電子在高速流動中產生的“電遷移”效應會導致導線斷裂，芯片失效。此外，為了防止銅擴散到硅基底中，必須使用一層較厚的阻擋層，如鉭/氮化鉭。這進一步擠占了本已有限的布線空間。

此時，鉑族金屬中的釕（Ru），成為破局的關鍵選項。

無需阻擋層。釕具有較高的化學穩定性，可以直接沉積在介質上，無需額外的阻擋層，從而為芯片內部節省寶貴的布線空間。

優異的導電性與抗電遷移能力。在納米尺度下，釕的電阻率表現優于銅，且能承受更高的電流密度。高純釕靶材具有高熔點、化學穩定性、耐腐蝕性和導電性能，適用于半導體互連阻擋/種子層、存儲器電極、磁性器件等領域。

工藝兼容性突出。作為種子層或直接互連材料，釕可適配當前主流的電鍍工藝。

在英特爾、臺積電和三星的3nm及2nm技術路線圖中，釕已被列為接觸孔和局部互連層的核心材料之一。高純度釕靶材的供應，直接影響先進制程的良率與性能。

超95%依賴背后的多重壁壘

全球高純釕靶材市場高度集中于少數日美企業。根據QYResearch2026年數據，2025年全球高純釕靶材市場銷售額約4.42億元人民幣，預計2032年將達到7.51億元人民幣，年復合增長率7.9%。日本JX金屬、東曹兩家企業合計占據全球高純釕靶材市場80%以上份額，其中JX金屬全球市占率約60%，主導5N5級（99.9995%）高純釕靶材供應，適配3nm/2nm先進制程。美國霍尼韋爾等企業占據剩余高端市場，而國內企業大多停留在4N級（99.99%）水平，主要適配28nm及以上成熟制程。

JX金屬的壟斷地位仍在持續強化。近日，JX金屬宣布將投資約230億日元，用于擴增半導體用濺鍍靶材產能，目標將產能擴增至2023年度的1.6倍，預計自2027年度下半年度起陸續投產。公司2025財年營收目標已上調至8200億日元，同比增長14.7%（數據來自JX金屬公開公告）。

這種壟斷格局的形成，源于多重壁壘的疊加，具體體現在以下幾方面。

技術壁壘方面，釕靶材的制備難度極高，對純度、微觀組織、制備工藝有著嚴格要求。先進制程所需釕靶材純度需達到5N5以上，雜質控制在0.1ppm以下，晶粒尺寸偏差小于1μm，任何微小瑕疵都可能導致整批晶圓報廢。核心制備工藝涵蓋真空熔煉、電子束精煉、超精密加工等多個環節。其中，釕的高熔點、易氧化特性，以及靶材與背板的綁定工藝，均需長期技術積累。全球高純釕靶材平均售價約48.6美元/克（據QYResearch數據），成本結構中原材料占比超過90%。

專利布局上，日本企業通過長期布局，形成了覆蓋釕靶材純化、檢測、運輸全流程的專利網絡，國內企業研發需注意專利風險（據行業統計，國內靶材相關專利占比不足15%）。

資源約束層面，釕作為鉑族稀有金屬，全球儲量有限、供應集中。南非和俄羅斯控制了全球90%以上的鉑族金屬資源，增加了供應鏈的不確定性。值得關注的是，過去一年釕金屬價格翻番，漲幅超過黃金，進一步推高了國內企業的研發與生產成本。

檢測環節的依賴問題同樣突出，釕靶材純度檢測依賴高精度分析設備，如電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）、電子背散射衍射（EBSD）等，目前這些設備仍高度依賴安捷倫、賽默飛世爾等海外供應商。國內具備全組分檢測資質的實驗室數量有限，形成“測量權即話語權”的外部依賴。不過國內部分企業已實現ICP-MS部分部件國產化，正在加快追趕步伐。

地緣政治因素進一步加劇了風險。2025年10月，日本將110家中國實體納入出口管制清單，半導體材料出口審批周期延長，釕靶材作為先進制程核心耗材，是重點管制品類之一。

濺射靶材的整體突圍

在這樣的壟斷困局下，中國濺射靶材產業正走出一條“整體突圍、細分突破”的攻堅之路。以江豐電子為代表的國產企業，正從成熟制程向先進制程攻堅，逐步打破日企壟斷。

江豐電子：從“追趕”到“并跑”

寧波江豐電子材料股份有限公司（300666）成立于2005年，專注于超高純金屬濺射靶材、半導體精密零部件的研發、生產和銷售。經過近20年技術積累，公司已進入臺積電、SK海力士、中芯國際、聯華電子等全球半導體企業的供應鏈體系。

在寧波江豐電子的無塵車間里，首席工程師老張（化名）指著顯微鏡下的一張晶粒取向圖告訴記者：“以前我們看這張圖是絕望的，晶粒大小不一，像亂石堆；現在，它們像閱兵方陣一樣整齊。這就是我們從4N走到6N的秘密?！?/p>

江豐電子的超高純金屬濺射靶材已通過臺積電認證，并應用于其7nm、5nm乃至3nm技術節點的芯片制造。公司量產的6N級銅靶、5N5級鈦靶，雜質控制達十億分之一級別，滿足先進制程要求。公司的12英寸Ar靶材通過臺積電認證，2025年產能已擴至150噸。在超高純金屬濺射靶材領域，公司攻克了晶粒晶向調控技術、大面積焊接技術、精密機械加工技術及高潔凈清洗封裝技術。用于先進制程的高致密度300mm鎢靶也已實現穩定批量供貨。

根據日本富士經濟報告，江豐電子在全球半導體靶材領域部分核心品類出貨量位居全球前列，出貨金額排名全球第二，全球市場份額約22%。在16nm以下先進制程，公司國內市占率達35%，12英寸晶圓廠靶材市占率73%。鉭靶材的成功，將日本JX金屬全球份額從70%壓至50%。

2025年前三季度，江豐電子實現營業收入32.91億元，同比增長25.37%；歸母凈利潤4.01億元，同比增長39.72%（數據來自同花順財報）。毛利率維持28.93%，鈦靶、鉭靶產能利用率超過100%。

2026年1月，江豐電子發布向特定對象發行股票募集說明書，計劃募集資金總額不超過19.48億元，用于多個項目建設。其中部分資金用于在韓國建設海外生產基地，覆蓋SK海力士、三星等海外客戶；部分資金投向靜電吸盤產業化項目，聚焦半導體關鍵零部件國產化。

梯隊化發展態勢

國內濺射靶材產業已形成清晰的梯隊發展格局。

第一梯隊以江豐電子為行業領軍企業，2024年靶材業務營收23.33億元，產品通過臺積電3nm制程認證，成功量產6N銅靶、5N5鋁靶等高端產品。

第二梯隊包括有研新材、隆華科技、阿石創、歐萊新材等企業，在成熟制程靶材領域實現規模化替代。有研新材8-12英寸超高純金屬靶材可滿足7nm以下先進制程需求，銅靶、鈷靶通過中芯國際等驗證，同時具備4N級高純釕規模化生產能力，釕靶材密度達99.5%，通過中芯國際、長江存儲驗證（據有研新材公開披露）。隆華科技電子新材料業務2024年營收6.78億元，同比增長43.38%。

第三梯隊以中小廠商為主，聚焦特種靶材，填補中低端市場空白。連云港海州區濺射靶材項目總投資約3億元，年產能將達500噸濺射靶材，有助于提升高端靶材國產化率。此外，貴研鉑業實現釕礦提取到高純釕制品全產業鏈布局，回收率達92%；中金環境專注廢靶材回收，據企業公開報道，其回收純度達99.95%，成本較原生釕降低35%，進一步豐富了梯隊化發展生態。

從整體國產化率來看，2025年中國濺射靶材國產化率已提升至20%，其中成熟制程（28nm及以上）鋁/鈦靶國產化率達60%-70%。2024年中國靶材市場規模突破200億元，其中2024年全球光伏靶材市場達12億美元，車載光學靶材需求同比增長35%，靶材在多領域的應用持續拓展。

盡管國產企業已在多個細分領域實現突破，但在邁向高端化、自主化的過程中，仍面臨多重現實挑戰。

一是技術壁壘的“最后一公里”仍未突破。目前國內企業在高純鉭、釕等高端靶材領域仍與日美巨頭存在差距。國外高端產品純度可達5N5以上，晶粒均勻性控制在10%以內。國內多數企業仍停留在4N水平，晶粒均勻性在20%左右。釕靶材平均售價高達48.6美元/克，原材料占比超90%，成本壓力較大。

二是認證周期漫長且成本高昂。半導體行業對材料的穩定性、良率要求較高，一款新產品進入頭部晶圓廠供應鏈需經過1-2年嚴格驗證，先進制程甚至長達3年。在此期間，企業需承擔較高的送樣、測試、整改成本，且無收入回報。

三是檢測設備依賴問題依然突出。靶材的純度、晶粒取向、致密度等關鍵指標的檢測，依賴高精度分析設備，這些核心儀器目前仍高度依賴海外供應商。國內具備全組分檢測資質的實驗室數量有限，形成“測量權即話語權”的外部依賴。

四是資源短板較為明顯。釕作為鉑族稀有金屬，全球儲量有限、供應集中。中國本土缺乏鉑族礦產資源，高純釕粉仍需大量進口。如何在資源受限的情況下保障供應鏈安全，是另一個維度的挑戰。

五是專利網絡密集形成制約。日美巨頭在釕的晶體結構控制、焊接工藝等方面布局了密集的專利網絡，中國企業需注意規避侵權風險。

此外，靶材利用率低（通常<40%）導致材料浪費，回收體系尚不完善。隨著制程向2nm演進，GAA（環繞柵極）架構對互連材料提出了新要求，鈷（Co）、鉬（Mo）等新材料也可能成為競爭方向。

破局之道，從替代補短板到自主立高地

要實現濺射靶材國產化率的持續提升，需從以下方向發力。

極致純度突破方面，聚焦6N級超高純金屬提純技術，攻關電子束熔煉、區域精煉等核心工藝。梯度功能靶材（如Ta/TaN多層）可優化薄膜應力與附著力；電子束熔煉結合熱等靜壓（HIP）將提升大尺寸靶材一致性。江豐電子已掌握6N級超高純金屬提純核心技術，是全球少數能生產6N級銅靶、5N級鉭靶的企業之一。

檢測設備國產化進程需加快，同步推進高精度質譜儀、色譜儀等檢測設備的自主研發，逐步降低“測量權即話語權”的外部依賴。

全品類強基刻不容緩，目前國產靶材主要集中在鋁、鈦、銅等相對成熟品類，在高純鉭、釕、鈷等先進制程關鍵品類上依賴度仍高。需加快全品類布局，避免“單腿走路”。預計到2027年，成熟制程所需濺射靶材國產化率有望提升至40%以上。據行業預測，2023年全球半導體靶材市場規模19.51億美元，2030年預計達32.58億美元，中國市場增速高于全球。

產業鏈協同需持續深化，推動上游高純金屬提純、中游靶材制造、下游晶圓廠協同驗證，縮短認證周期。江豐電子采用垂直整合模式，打通從高純金屬提純到靶材加工、零部件制造的全鏈條布局，原材料自給率不斷提升。

資源安全保障需多措并舉，針對釕等鉑族金屬資源，需建立國家戰略儲備，拓展多元化氣源渠道，降低單一依賴風險。同時，建立廢靶材回收體系，推動“城市礦山”開發。廢靶材中稀有金屬（如銦、鉭）的高效提純技術有助于降低原材料依賴，中金環境等企業已在該領域實現突破。

市場替代加速需完善保障，完善首批次應用保險補償機制，降低晶圓廠試錯成本。2025年下半年以來，電子靶材企業普遍啟動提價，常規靶材價格漲幅達20%，特殊小金屬類靶材漲幅達60%-70%，國產替代迎來窗口期。

人才培養與專利布局需同步推進，推動高校設立電子靶材相關交叉學科，培養“化工+半導體”復合型人才，同時加快自主專利布局。江豐電子截至2025年6月累計擁有953項授權專利，形成了較為完整的知識產權保護體系。

濺射靶材的故事，是中國半導體材料產業的一個縮影。

靶材不僅是物理層面的“互連材料”，更是先進制程的“戰略基石”。只有當國產高端靶材不再被視為“備胎”，而是成為晶圓廠的“優選”時，中國芯的自主可控才算真正實現。