全球芯片陷氦气之困:产能骤降四成,价格翻倍上涨
一种长期隐身于公众视野之外的稀有气体,正悄然变身为全球半导体、光纤等产业链的脆弱咽喉。它,就是氦气!
卡塔尔氦气产量占全球三分之一以上,美以伊战事爆发后,全球最大的液化天然气和氦气(作为天然气加工副产品)生产基地——拉斯拉凡工业城,因遭受袭击而被广泛破坏,导致全球氦气供应急剧紧缩。紧接着,第三大氦气生产国俄罗斯又宣布对氦气实施临时出口管制,直至2027年底。冲击层层叠加,全球约四成氦气产能骤然告急,价格被迅速推高。
“截至4月15日,进口管束高纯氦气市场价已涨至160元/立方米,比2月27日(美以伊战事发生前一天)的涨幅超过113%。”隆众资讯工业气体行业高级分析师陈玉凯对《IT时报》记者表示。氦气很“轻”,但它又很“重”,在半导体、光纤制造、航空航天等领域应用广泛。“持续的货源收紧及价格高位,会冲击正常生产。”陈玉凯认为。
氦气之所以能“扼住”半导体产业的咽喉,根源在于其物理性质上的不可替代性——高导热性、化学惰性以及极小的原子半径。全国气体标准化技术委员会混合气体分技术委员会副主任委员孙福楠在接受媒体采访时表示,半导体生产过程对杂质极为敏感,必须用高纯度的氦气吹走水分、颗粒物等杂质。在芯片制造过程中,氦气在干法刻蚀和光刻等核心工艺里作为冷却介质使用。氦气是精确温控的唯一选择:当等离子体轰击晶圆产生巨大热量时,氦气被通入晶圆与底座之间仅几微米的缝隙,凭借其极高的导热性和化学惰性,将温度均匀性控制在±0.5℃以内。一旦氦气断供,晶圆会因过热及温度不均导致刻蚀尺寸偏差失控,直接造成良率断崖式下跌。三星、SK海力士等行业巨头已经展开氦气保供行动,与美国氦气生产企业签署长期额外供应合同,通过溢价来锁定库存,从而保障自身芯片产能的稳定。
氦气短缺对光纤制造业的影响同样直接而严重,其冲击程度甚至可能超过对芯片业的影响。这是因为在光纤生产的核心环节——光纤拉丝中,氦气是一种用量巨大的关键气体。光纤预制棒在约2000℃高温下熔融拉成细丝后,必须在极短时间内均匀冷却到适合涂覆的温度,而氦气凭借其极高的导热性,被直接吹向高温玻璃纤维,成为实现高速、均匀冷却的关键选择。此番俄罗斯对氦气实施临时出口管制,一个关键原因正是氦气对光纤生产尤为关键。在俄罗斯,光纤正大量应用于无人机控制系统,因为光纤连接具备抗电磁干扰、高带宽的特性。