發表日期 2/25/2022, 6:38:25 PM
隨著烏剋蘭這一氖氣供應大國的態勢發生變化,芯片短缺的陰雲或許仍將存在。
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作者 | 姚勇��
編輯 | 包永剛
近年來,受新冠疫情持續影響,世界範圍內持續齣現缺芯潮,由於供應有限導緻瞭消費端價格上漲,嚴重影響瞭其他工業活動和供應鏈安全。2022年以來,隨著疫情放緩和中國芯片代工廠的“補位”,芯片供應短缺問題一度有解決的趨勢。 但隨著烏剋蘭這一氖氣供應大國的態勢發生變化,芯片短缺問題的陰雲也許仍將縈繞在半導體行業上空更多年頭。
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缺芯潮“最後一年”又生變故
自新冠疫情在全球發生大流行以來,全球産業鏈就不斷受到衝擊。
而芯片的代工産業産能過度集中:根據英特爾2022年投資者大會上其CEO Pat的報告,如今的芯片代工産業有大約80%的産能集中在亞洲。在全球對芯片需求大大增加的大背景下,使得這條亞洲―美歐的芯片供應鏈車馬鼎沸。最終造成瞭“運輸瓶頸”。
另據NIKKEIAsia近日報道,由於美國西海岸港口持續麵臨貨物長期積壓的問題,中國台灣、日本的部分産品不得不花上兩倍的價格改道墨西哥從陸路進入美國。這些産品中最為重要的就是為美國企業代工的芯片。
這些因素疊加起來,最終導緻瞭全球範圍內的缺芯問題。
Natixis亞太區首席經濟學傢Alicia Garcia-Herrero指齣, 過去兩年間,芯片的短缺存在著周期性和結構性的二重原因。 由於大量的工作和學習場所被迫嚮綫上轉移,人們對電子産品的需求空前旺盛,造成瞭周期性的芯片短缺。而由於近年來自動駕駛、電動汽車、AI等領域的蓬勃發展,這些新興産業會與舊有的消費電子産品爭奪已有的産能,最終導緻結構性的芯片短缺。
為瞭應對這種供不應求的情況,半導體的老牌企業紛紛齣招應對。
最簡單的招數就是增加在半導體領域的投資。根據台積電的報告,其在2022年的投資將達到440億美元以擴大産能,這一數字遠超其2021年的300億投資。
而在國內,芯片代工行業龍頭中芯國際2月公布的2021年第四季度財報中也顯示將大幅增加在半導體代工上的投資,擴大産能來應對缺芯危機。
國內的芯片行業雖然在先進製程上的發展仍然需要時間,但其産能的增長相當迅猛。再加上美歐各國都在加緊建設新的芯片産能,部分業內人士一度預測,隨著亞洲的芯片産量迅速增加和歐美的芯片産能從疫情中恢復,2022年全球缺芯的問題有望解決。
Alicia Garcia-Herrero認為,全球範圍內芯片産能的野蠻生長最終也許會導緻産能過剩。而隻有如台積電這樣掌握瞭先進製程的公司,最終纔能在這場“大逃殺”中笑到最後。
但隨著俄烏衝突的不斷加劇,甚至刀兵相見。這一情況又齣現瞭戲劇性的變化。
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電子特氣:半導體行業
不可缺少的“稻草”
氖是一種惰性氣體,無色無味。在空氣中含量僅為萬分之0.2,屬於稀有氣體。由於氖在通電時會發齣橙紅色亮眼光芒,常用於照明和展示用途。我們生活中常常見到的橙紅色霓虹燈牌就使用瞭氖氣。
但除去霓虹燈牌外, 氖其實還有一項比較罕見的用途:用於半導體製造行業中的電子特氣。
電子特氣指的是工業氣體中附加值比較高的特殊用途氣體。與傳統工業氣體在純度和用途上有所區分。特種氣體的生産過程中涉及閤成、純化、混閤配製、充裝、分析檢測、氣瓶處理等多項工藝技術,流程較為復雜。而半導體行業則對電子特氣提齣瞭更高的要求: 為瞭保證半導體産品的良率,特種氣體必須滿足“超純”和“超淨”要求,即嚴格控製粒子和金屬雜質的含量。同時在混閤配比時,最高要求十億級精度,這使得電子特氣的製備具有較高的技術門檻。
而作為本次軍事衝突主角之一的烏剋蘭,就是全世界範圍內氖氣的最大生産國。 早在蘇聯時期,烏剋蘭就是蘇聯的稀有氣體生産基地,在那時其生産的氖氣主要用於輝光管的製造。其Gazotron軍工廠在70年代生産的IN-16輝光管甚至時至今日仍可使用,是不少蒸汽朋剋愛好者鍾愛的桌麵擺件。這足可見烏剋蘭在稀有氣體製造領域的先進工藝。
如今, 氖氣在半導體領域找到瞭更大的舞台。在半導體行業中的準分子激光光刻領域,在使用深紫外激光光刻技術進行芯片刻蝕時,需要在模式化器件的關鍵層中填充混閤氣體。該激光氣體的成分通常是98%以上的氖氣與其他稀有氣體(氬氣、氪氣、氙氣)和氯氣的混閤物。
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戰火來臨,缺芯危機仍將持續
據資料統計,烏剋蘭約供應瞭全球70%的氖氣、40%的氪氣、30%的氙氣。這些稀有氣體都是半導體生産中不可缺少的材料。
隨著俄羅斯對烏剋蘭的全麵進攻,烏剋蘭局勢陷入瞭動蕩。如果戰爭持續,全球的稀有氣體供應都可能受此影響。
好消息是,鑒於一段時間以來俄烏的持續緊張局麵,許多大型芯片代工廠已經提前開始應對這一可能到來的危機。據路透社2月23日報道,全球光刻機的主要生産廠商ASML日前已經開始尋求可以代替烏剋蘭的稀有氣體供應商。ASML公司的光刻機技術是全球幾乎所有半導體代工企業無法避開的話題。其“極深紫外綫”技術是目前先進製程芯片製造的唯一技術途徑。目前隻有依賴於這一技術,纔能夠完成10nm以下先進製程芯片的製造。根據ASML一位發言人的說法,盡管烏剋蘭是世界上最大的氖氣生産國,但ASML使用的氖氣中隻有不到20%來自於烏剋蘭。
另外,美光CEO在接受彭博社采訪時也錶示目前來自烏剋蘭的稀有氣體並不是美光的主要貨源,美光在亞洲、歐洲、北美均可獲得穩定的稀有氣體供應。並且美光已經擁有瞭大量庫存。
我國目前的特種氣體市場還處於外國龍頭企業的壟斷之中。根據報告顯示,我國目前國內氣體公司份額僅占該市場的12%。隨著我國芯片製造行業的需求不斷增加和目前供應鏈的不穩定因素增多,特種氣體國産化代替進口是大勢所趨。
目前,我國雖然並不是稀有氣體製造大國,但已經具備足夠的生産條件。 中國特種氣體市場資深分析師任路錶示,中國是全球鋼鐵大國,對於這些稀有氣體的純化技術已經實現瞭突破,生産工藝也比較成熟, 稀有氣體的短缺不會造成技術上的“卡脖子”問題。
但隨著俄軍對烏剋蘭全麵進攻的展開,這場戰爭的烈度很可能超乎預料。據最新消息顯示,俄羅斯軍隊已從盧甘斯剋、哈爾科夫、切爾尼戈夫越過國境進入烏剋蘭,敖德薩,基輔等地也皆有戰事,整個烏剋蘭處於俄軍的全麵打擊之下。並且據俄羅斯衛星社消息,俄軍發起瞭對烏剋蘭海、空軍的精確打擊,目前已完全摧毀其海空軍事力量。這場戰爭的態勢目前正在嚮一場高烈度的全麵戰爭走去。
在這樣的態勢下,雖然各主要生産商都準備瞭相當庫存,但短期的庫存供應並不能解決長期的短缺。如果烏剋蘭長期處於戰爭的陰雲之下,那麼長期來看,全球半導體供應鏈將不得不麵臨由於稀有氣體的短缺引起的缺芯問題。雷峰網(公眾號:雷峰網)
早在俄羅斯和烏剋蘭2014年那次衝突時,氖氣的價格就曾經暴漲10倍,而本次兩方衝突的範圍和烈度都遠超當年,會對稀有氣體的供應和半導體産業造成怎樣的影響還猶未可知。
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