近期,全球氦气供应市场出现显著波动,主要供应区域的生产与运输环节受到影响,导致全球氦气供应陷入紧张状态。
4月8日,据TheElec报道,三星电子与SK海力士分别与德国林德公司(Linde)、美国空气产品公司(Air Products)签署长期额外氦气供应合同,此举旨在应对卡塔尔氦气断供引发的全球供应危机,保障自身先进制程芯片产能稳定。
据悉,此次签约的核心是“长期稳定供应”与“美国气源锁定”。林德公司将从美国采购氦气原料,经提纯加工后供应三星电子;美国空气产品公司则依托本土氦气资源,为SK海力士提供专属供应支持。
值得注意的是,为锁定这份长期保障,两家韩国存储巨头均接受了氦气价格的合理上浮。可见当前氦气短缺已成为制约半导体产业发展的关键瓶颈。
据科创板日报报道,氦气危机初期,三星、SK海力士的采购部门便每日跟踪氦气供应与价格,防范生产中断。如今,法国液化空气集团、日本岩谷集团等供应商受危机冲击加剧、供应受限,业内预测韩国半导体产业链对美国氦气的依赖度将进一步提升。
氦气:半导体先进制程的“不可替代血液”
氦气是半导体先进制程中唯一不可替代的核心耗材,堪称芯片制造的 “血液”。
在核心工艺中,EUV光刻对氦气依赖度极高——由于真空环境中散热极其困难,氦气凭借极小的分子体积、高导热率及绝对惰性的化学本质,成为唯一能在此类极端制程环境下提供高效冷却的介质。随着3nm、5nm等先进制程普及,EUV使用率持续提升,先进制程的氦气消耗量是成熟制程的3至5倍。
此外,氦气在刻蚀、沉积等工艺中作为载气与保护气,可精准控制反应进程、保障晶圆平整度,直接影响芯片良率;在高功率芯片生产中,它还能通过背面冷却快速导走热量,是HBM等高端存储芯片量产的关键。
更关键的是,氦气供应存在天然脆弱性:它伴生于天然气田、无法人工合成,且全球资源高度集中。同时,液氦储存温度需低至-269℃,晶圆厂库存仅能维持2至4周,断供超6周或将引发大规模降载或停产。
双巨头紧急锁仓美系气源,溢价换产能稳定
当前,全球正处于AI服务器和高带宽存储(HBM)的爆发期。HBM3e甚至未来的HBM4采用了极其复杂的3D堆叠技术(TSV制程),这些工序对温控和气体纯度的要求呈指数级增长。三星和SK海力士若想在HBM订单争夺战中胜出,首要前提就是拥有能够支持满负荷运转的原材料保障。
在成本与安全的权衡中,两家企业选择了“溢价换稳定”。尽管长期合同价格较此前上涨,但相比停产带来的巨额损失,这一选择更为理性。
据行业人士测算,氦气成本占芯片制造成本的比重或将从不足1%升至2.5%到3.5%。通过签订这类长期合同,企业能够锁定未来3至5年的供应预期,从而有效避免价格剧烈波动对成本造成持续冲击。
另外,受全球部分区域局势变化影响,传统氦气供应区域的供应稳定性出现波动,相关运输环节也面临一定不确定性。相比之下,美国气源的供应受外部环境影响相对较小,且依托本土资源实现较高自给率,供应稳定性更具保障。
氦气危机下,供应链格局或迎多维度调整
从行业影响来看,双巨头的此次签约或将推动全球半导体氦气供应链发生系列变化。
一方面,气源格局有望向多元化方向调整。三星与SK海力士的动作或将发挥示范效应,促使台积电、美光、铠侠等同行重新评估供应链风险。未来,不排除有更多企业转向供应更稳定的气源地,这将直接推动全球半导体氦气供应版图的重构,美国在全球该领域的话语权也可能随之提升。
此外,上游气体供应商格局可能出现进一步集中的趋势。林德、空气产品此次与存储双巨头达成合作,有望进一步扩大其市场份额;而部分依赖卡塔尔气源的气体供应商,如法国液化空气集团等,其供应能力或受到一定影响,市场份额存在调整的可能性。
对于中国半导体产业而言,此次氦气供应紧张也带来了一定的机遇与挑战。
我国氦气对外依存度相对较高,其中对卡塔尔氦气的依赖度有一定占比,供应短缺可能会对国内晶圆厂的产能稳定产生一定影响。但与此同时,这一局面也可能倒逼国内相关企业加快氦气提纯、回收利用、储运等相关技术的研发与突破,部分本土企业或迎来发展机遇,同时也可能推动我国氦气供应保障体系的进一步完善。