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白宫警告:俄乌冲突,半导体原材料短缺或反噬美国芯片业

时间:2022-02-14 16:02:21 作者:EETimes China 阅读:
在1月份时《电子工程专辑》曾报道,拜登政府威胁称,若俄罗斯入侵乌克兰,将对其实施包括芯片等科技产品在内的全面出口管制。而美国市场调研机构Techcet发布报告称,这场战争一旦开打很可能导致美俄两败俱伤,因为美国芯片行业中很多必须的原材料和耗材来自俄罗斯和乌克兰。
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随着俄罗斯与乌克兰之间的紧张局势不断升级,美国、加拿大等国家纷纷撤出本国外交人员并呼吁在乌公民回国。

考虑到乌克兰、俄罗斯是全球半导体制造用特种气体生产大国,当地时间2月11日,路透社引述知情人士说法称,白宫已警告美国芯片业要促进供应链的多样化,以防俄罗斯对美国的出口管制威胁采取报复措施,阻止美国获取芯片的关键原材料。

美国敦促国内芯片厂商寻找俄乌外的原材料供应商

在1月份时《电子工程专辑》曾报道,拜登政府威胁称,若俄罗斯入侵乌克兰,将对其实施包括芯片等科技产品在内的全面出口管制。类似美国曾用在华为身上的科技禁运令,美国将限制包括芯片、敏感科技在内的电子产品出口至俄罗斯,剥夺俄罗斯取得使用美国软件或科技制成的微电子产品。

而美国市场调研机构Techcet发布报告称,这场战争一旦开打很可能导致美俄两败俱伤,因为美国芯片行业中很多必须的原材料和耗材来自俄罗斯和乌克兰。其中,90%以上的半导体级氖气供应来自乌克兰,而35%的钯元素来自俄罗斯。

路透社报道截图

2月13日,国金证券也发布半导体材料行业研报,称乌俄关系紧张、地缘政治风险有可能影响半导体材料的供应。

据路透社报道,知情人士称,白宫国家安全委员会(National Security Council,NSC)成员彼得·哈勒尔(Peter Harrell)及其工作人员最近几天一直在与美国芯片行业的一些成员接触,了解他们涉及俄罗斯和乌克兰芯片制造材料的情况,并敦促他们寻找其他来源。

“其中一部分是与企业合作,确保如果俄罗斯采取干扰供应链的行动,企业已做好应对断供的准备。”该知情人士称,“我们了解到这些关键产品的其他来源是可用的,并准备好与我们(美国)的公司合作,帮助他们确保供应并实现供应的多样化。”

报道指出,国际半导体产业协会SEMI负责全球公共政策和宣传的副总裁乔·帕塞蒂(Joe Pasetti),在本周向业内成员发送了一封电子邮件,评估芯片制造重要原材料的供应风险。

“正如在今天的电话会议上所讨论的,请查看附件……关于俄罗斯/乌克兰生产的部分半导体材料。”帕塞蒂写道,并引述了Techcet关于全氟丁二烯、钯元素、钪元素、氦气、氖气的报告,“如果其中任何一种原材料的供应中断会对贵公司业务造成影响,请立即告知。”

报道称,一些芯片制造商一直在评估供应链的状况以及俄乌冲突的潜在影响。

据俄新社等外国媒体报道,美国媒体和政客近来频繁炒作俄罗斯“入侵”乌克兰话题,而白宫拒绝就两国之间的对话细节发表评论,但一名高级官员宣称,如果俄罗斯入侵乌克兰,政府已经做好了准备。

此前,拜登政府威胁称,若俄罗斯“入侵”乌克兰,将对其实施全面的出口管制。

美国市场调研机构Techcet则在2月1日发布报告称,强调了许多半导体制造商对来自俄罗斯和乌克兰的材料的依赖,比如氖气、钯、全氟丁二烯(C4F6)、氦气和钪等其他材料。

俄乌掌握两大半导体关键材料——电子特气和钯元素

半导体工业用的气体统称电子特气,作为第二大半导体关键材料,可占晶圆制造过程材料成本的14%,仅次于价值占比31%的硅片。在微电子、光电子器件生产过程中,从硅片生长、光刻、沉积、刻蚀、离子注入到最后器件的封装,几乎每一步、每一个环节都离不开电子气体。

据不完全统计,现有电子特气种类达260余种,其中在半导体硅片制造、氧化、光刻、气相沉积、蚀刻、离子注入等工艺环节中,需要的特气种类超过80种。

电子气体属于工业气体的一个细分领域,与工业气体产业链类似,按其门类可分为纯气,高纯气和半导体特殊气体三大类。 半导体特殊气体按纯度等级和使用场合,又可分为电子级,LSI(大规模集成电路)级,VLSI(超大规模集成电路)级和ULSI(特大规模集成电路)级。

其中,高纯气体大多用于超大规模的集成电路及分离器件、光电子等高科技领域,包括氧气、氮气、氢气、氦气、氩气等(纯度通常都是大于99.999%)。 特殊气体则主要用于外延,掺杂和蚀刻工艺。 该类电子气体主要分为氢化物(超纯氢、硅烷、磷烷等),氟化物(六氟化硫、三氟化氮、四氟化硅等),碳氟化合物(四氟化碳、六氟乙烷等)。

用量上如下表,以8寸晶圆厂为例,在晶圆制造环节所涉及到的电子特气主要包括NF3(三氟化氮)、C2F6(六氟乙烷)、SiH4(甲硅烷)、NH3(氨气)、N2(氮气)、HCl(氯化氢)、N2O(一氧化二氮)等品种。

据了解,不同的光刻气和电压可产生不同波长的光,经过聚合、滤波处理后便形成光刻机的光源,这直接决定了光刻机的分辨率范围。

光刻气大部分为稀有气体及氟之间的混合气,常见光刻气包含氩/氟/氖混合气、氪/氖混合气、氩/氖混合气、氩/氙/氖混合气等等,对配比精度与纯度的极高要求直接导致了光刻气的技术难度升高。

氖气对于半导体激光器的制造尤其重要,是俄罗斯钢铁制造业的副产品,通常在乌克兰被提纯。

资料显示,乌克兰供应的氖气约占全球70%,并且供应全球约40%氪气,和30%的氙气。其中,氖气和氪气都可用于KrF镭射,该工艺主要用于8吋晶圆250~130nm成熟制程。Techcet估计,美国90%以上的半导体级氖气供应来自乌克兰。

而钯元素是是航空航天、核能、汽车制造中的关键材料,广泛用于传感器和存储器后道封装环节,并作为一些封装技术的电镀材料。世界上只有俄罗斯和南非等少数国家出产,目前美国35%的钯元素来自俄罗斯,主要用于传感器和存储器制造,并作为一些封装技术的电镀材料。

俄罗斯诺里尔斯克镍业公司是世界上最大的金属钯的生产商,俄罗斯金属钯储量大约全球金属钯储量的40%。由于俄罗斯国内对于金属钯的需求量较少,因此大部分生产出来的金属钯将会用于出口。由于俄罗斯对于金属钯生产的限制。国际市场上很有可能会出现金属钯供不应求局面,钯比较难开发,因为钯矿藏可能位于地下2000米的位置,而且还要将矿石进行提炼和加工,生产出可以用于买卖的钯金属。

芯片公司表示不担心,最多涨涨价

根据SEMI的数据,全球电子气体市场规模2014年已达35亿美元,其中特殊气体约占65%。 其中,又以美国空气化工(30%)、美国普莱克斯(20%)、日本昭和电工(15%)、英国BOC(已被德国林德集团收购,10%)和法国液化空气(5%)为首的五大气体公司占有全球80%以上的特殊气体市场份额。

一家芯片制造公司的匿名人士承认,该公司一直在调查氖气和其他气体的供应情况,其中一些气体来自乌克兰。

“即使乌克兰发生冲突,原材料供应也不会被切断,但材料价格会被推高。”该人士表示,“市场会紧缩,这些气体将变得非常稀少,但这不会让半导体制造业停工。”

一位电源芯片设计初创公司的高管称,乌克兰的动荡局势已经导致稀有气体价格上涨,并可能导致供应问题。

这位高管还称,氟气是另一种在该地区拥有大量供应的气体,也可能会受到影响。

英特尔发言人威廉·莫斯则表示,氖气供应问题暂时未对公司业务造成影响。

Techcet估计,未来4年半导体行业对所有原材料的需求将增加37%以上,并援引了英特尔、三星和台积电最近宣布在俄亥俄州、亚利桑那州和德克萨斯州发布的相关声明。

根据美国国际贸易委员会(ITC)的数据,由于芯片行业对少数乌克兰公司的供应依赖,在2014年克里米亚冲突期间,氖气价格上涨了600%。事实上,部分特种气体的价格已经开始上涨。目前根据百川盈孚价格跟踪数据,我国氖气(含量99.99%)价格已从2021年10月份的400元/立方米上涨到目前超过1600元/立方米。

中国电子特气仍依赖进口,但处于快速发展中

根据国金证券的分析,美国、欧洲的8英寸、12英寸晶圆厂受到本次俄乌冲突影响的概率较大,中国大陆/台湾、韩国、日本等非相关国家和地区,由于半导体气体和材料的获取渠道畅通,反而有机会受惠于短期内市场份额的提升。

不过由于全球芯片供应依旧紧张,而芯片订单需求有望回升,这一问题仍然令人担忧。根据天风证券研究数据显示,我国在电子气体的供应上对外依存度高达80%以上,国内半导体行业使用的高纯电子特气几乎全部依赖进口。

这是因为我国半导体特殊气体行业能供应的气体种类不全,使得相关制造大厂出于成本考虑,优先采用产品线齐全的国际厂商供货。 另外,我国本土气体公司多是由大化工行业或工业气体转型而来,技术水平参差不齐,很难达到晶圆制造的要求,也成为了制约国内半导体特殊气体发展的要素之一。

不过近些年来,我国大力发展半导体行业,也为与半导体相关的国内半导体特殊气体行业展带来了机会。2010-2020年电子特种气体行业市场规模一直呈现增长趋势,2020年已经达到173.6亿元,同比大幅增长30.1%。

另外根据中国半导体工业协会数据显示,2020年中国高纯电子特气需求占比中,集成电路达到45%,为第一大使用领域,其他领域依次为显示面板(35%),太阳能(15%)和LED(5%)。

国家 “十二五”期间重点实施《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目即 02 专项 “高纯电子气体研发与产业化”项目。根据 2013 年修订后的《国家产业结 构调整指导目录》(2011 年本),高纯电子气体及其下游产业均属于国家鼓励类项目;《国家集 成电路产业发展推进纲要》、《电子信息产业发展基金指南》《2014-2016 年新型显示产业创新 发展行动计划》等提出了一系列电子化学材料下游产业鼓励扶持政策。

经过这几年的发展,我国已经有包括巨化股份、吴华科技、雅克科技、南大光电、华特气体、凯美气体和金宏气体等相关企业,在某些半导体特殊气体上有所突破。根据前瞻产业研究院对电子特气产业链分析,主要包括上游原材料与设备环节、中游电子特气的加工制备、传送、管理环节、下游产品销售环节,三大环节上相关上市公司并概括分析如下:

本文内容参考环球网、路透社、Tom's Hardware、前瞻网报道

责编:Luffy
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