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铟产业链应用领域

发布时间:2019/6/12 16:02:07      作者:山东省华纳稀有金属回收有限公司      点击:3

  回收废铟是银白色容易熔稀散金属,其地壳中的储量只有黄金的1/6。具有质软、延展性好、强光投性以及导电性等特点,主要以与其他有色金属组成一系列的化合物半导体、光电子材料、特殊合金、新型功能材料以及有机金属化合物等。由于铟具有良好的延展性和传导性,铟在电子、电信、光电、通讯等领域具有广泛用途,是制造液晶显示产品、新一代铜铟硒高效太阳能电池等产品的重要原材料。


  在铟产业链中,首先由最上游的粗铟厂采购含铟的矿产或废料,将其加工成铟含量较高的粗铟(大概98%以上);然后由精铟加工厂将粗铟经过加工提炼去杂,制成含量99.995%以上的精铟;最后由下游的应用厂商用于平板显示镀膜、信息材料、高温超导材料、集成电路的特殊焊料、高性能合金以及国防、医药、高纯试剂等众多高科技领域,产品附加值高,比如:LCD电视、太阳能电池、航空轴承和发动机轴承等产品。


  ITO靶材是铟金属中游产业链最大环节


  铟锡氧化物(ITO)是各类平板显示器不可缺少的关键材料,目前铟消费80%用于ITO靶材生产,用于液晶显示器和平板屏幕制造上。在传统的液晶显示器和平板屏幕方面,ITO靶材是LCD产业链的重要一环,是基本的配套材料。近年来随着平面显示器行业的蓬勃发展,对ITO靶材的需求也大大增长。


  ITO材料是一种n型半导体材料,该种材料包括ITO粉末、靶材、导电浆料及ITO透明导电薄膜。其主要应用分为:平板显示器(FPD)产业,如液晶显示器(LCD)、薄膜晶体管显示器(TFT-LCD)、电激发光显示器(EL)、场发射显示器(FED)、电致有机发光平面显示器(OELD)、等离子显示器(PDP)等;光伏产业,如薄膜太阳能电池;功能性玻璃,如红外线反射玻璃、抗紫外线玻璃如幕墙玻璃、飞机、汽车上的防雾挡风玻璃、光罩和玻璃型磁盘等三大领域。


  目前,日本、美国、德国和韩国掌握着全球ITO靶材的核心制备技术,特别是日本在高端ITO靶材研发和生产领域处于领先地位,主导着整个产业的发展。


  随着Android、苹果IOS以及Windows平板电脑的快速普及以及智能手机的快速市场成长,触控面板的铟需求量有望进一步提升。2011年全球平板电脑出货量将从去年的1700万台增长至5400万台,比2010年增长226%,其中苹果占平板电脑市场份额的67%,仅苹果iPad平板电脑的销售量就从2010年的1400万台增长到3600万台。ICInsights预计2015全球平板电脑的销售量将从2010年的1700万台增长至2.15亿台。


  智能手机方面,随着iphone3、iphone4的发布,以及即将发布的iphone5,全球智能手机进入了高速增长周期,随着众多手机厂商的进入,智能手机的价格将进一步下降,普及率将进一步提高。IDC表示,今年智能手机市场将继续强劲成长,智能手机出货量将突破4.5亿大关,全球发货量有望增长近50%。2010年出货量为3.034亿部。


  IDC预计苹果的iPhone和谷歌的Android平台仍将保持高速增长,其中苹果iPhone手机的市场份额从16%提高到19%,谷歌的Android平台今年市场份额将达到近40%。诺基亚曾一度领先的Symbian操作系统今年的市场份额将继续萎缩至略高于20%。


  随着平板电脑、智能手机终端的快速增长,对不同尺寸的液晶面板需求旺盛,拉动ITO靶材需求快速扩张。ITO靶材是液晶面板透明电极的核心原材料,各种不同类型、不同尺寸的液晶显示屏都需要ITO导电膜。这将刺激对铟金属的需求,我们认为随着平板电脑、液晶电视、智能手机等出货量的增长,都将推动对ITO靶材的消费需求。按照我们对2011-2015年全球ITO靶材生产对精铟需求量的测算值将分别达到1250吨、1453吨、1680、1882、2108吨,液晶面板行业是精铟的最大消费者。


  半导体铟化合物是指氧化物以外的由两种或者两种以上的元素构成的半导体,包括合金,重要的有III-V族半导体,其中如锑化铟(InSb)、磷化铟(InP)、砷化铟(InAs)等,含铟半导体化合物具有一系列其他半导体所没有的显着特性,如很窄的禁带宽度、很低的电阻率、很高的电子迁移率、很低的霍尔系数,这使他们在某些方面的应用是其他半导体材料无可替代的。铟作为LED半导体元器件制造的重要基础原材料,随着LED产业的迅速发展,需求量日益增长。


  在供电日趋紧张的情况下,世界各国不约而同的开展了新型照明光源的探索。LED作为光源,具有节能、环保、寿命长三大优势,理论上可实现只消耗白炽灯10%的能耗,比荧光灯节能50%;它采用固体封装,寿命是荧光灯的10倍、白炽灯的100倍。LED半导体掀起了照明行业的“第二次革命“,美国、日本、韩国、欧洲等国家和地区都已制订自己的”半导体照明计划“,并由政府部门进行强制照明节能推动。


  LED主要分为单色光LED和白光LED,单色光LED主要用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了良好的经济效益和社会效益。白光LED主要用于建筑照明、消费性可携式照明等领域。


  白光LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射,峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到得白光。现在,对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。


  根据权威的TheInformationNetwork预测,LED市场将会出现爆炸式的增长。2011年的芯片出货量将比2010年增长40%以上;而到了2013年,LED的芯片出货量将达到2010年的两倍。高亮度LED的出货量2011年将在2010年不到1000亿片的基础上增长到1350亿片左右。另外背光LED将从2010年的200亿片增长到300亿片。因此,2011年LED的总的出货量将从2010年的1200亿片增长到1650亿片。


  中国在MOCVD设备安装量急速增长的过程中起了积极的作用。从2010年到2012年,中国的投资计划预计促使160亿美金投资到MOCVD设备购买中。在2010年,中国购买的MOCVD设备占了MOCVD设备总出货量的35%。


  目前,全球LED产业对铟的需求量在20-30吨之间,预计未来到2015年以前将以每年30%-50%的速度增长,到2015年LED产业对铟消费量将达到100吨-120吨。


  铟在太阳能光伏发电领域的应用


  学术界和产业界普遍认为太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代太阳能电池就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池及薄膜Si系太阳能电池。


  CIGS电池具有性能稳定、抗辐射能力强,光电转换效率目前是各种薄膜太阳电池之首,接近于目前市场主流产品晶体硅太阳电池转换效率,成本却是其1/3。正是因为其性能优异被国际上称为下一代的廉价太阳电池,无论是在地面阳光发电还是在空间微小卫星动力电源的应用上具有广阔的市场前景。


  CIGS电池具有与多晶硅太阳能电池接近的效率,具有低成本和高稳定性的优势,并且产业化瓶颈已经突破,在晶体硅太阳能电池原材料短缺的不断加剧和价格的不断上涨背景下,很多公司投入巨资,CIGS产业呈现出蓬勃发展的态势。目前全球有30多家公司臵身于CIGS产业,但真正进入市场开发的公司只有德国的Wuerth(伍尔特)、Surlfulcell,美国的GlobalSolarEnergy,日本的Honda(本田)、ShowaSolarShell。2006年、2007年世界CIGS电池组件产能分别为17.5MW、60.5MW,在世界光伏市场上占据的份额很小。


  预计至2015年全球太阳能薄膜电池的装机容量将达到30GWP,而其中CIGS在光伏薄膜占比将会达到43%。按照我们的测算,仅2015年新增的CIGS对高纯铟的需求将达到655吨以上。