近期,“缺芯危机”似乎刚刚有了些缓解的势头,但随着俄罗斯入侵乌克兰、后者这一氖气供应大国的态势发生变化,全球芯片行业将再次发生“巨震”,当前供应链问题也将再度加剧。缺芯的阴云或许将继续萦绕在半导体行业上空更多年头。
据研究公司Techcet估计,乌克兰是氖气的主要生产国,其供应的半导体级氖气占美国总量的90%以上。钯是一种稀有金属,也用于半导体,大约35%的钯来自俄罗斯。全面冲突扰乱了这些元素的出口,可能会打击像英特尔这样的芯片公司。据摩根大通称,英特尔大约50%的氖气来自东欧。
氖是一种惰性气体,无色无味。在空气中含量仅为万分之0.2,属于稀有气体。由于氖在通电时会发出橙红色亮眼光芒,常用于照明和展示用途。我们生活中常常见到的橙红色霓虹灯牌就使用了氖气。但值得注意的是,除了霓虹灯牌外,氖其实还有一项比较罕见的用途:用于半导体制造行业中的电子特气。
电子特气指的是工业气体中附加值比较高的特殊用途气体。与传统工业气体在纯度和用途上有所区分。特种气体的生产过程中涉及合成、纯化、混合配制、充装、分析检测、气瓶处理等多项工艺技术,流程较为复杂。
半导体行业则对电子特气提出了更高的要求:为了保证半导体产品的良率,特种气体必须满足“超纯”和“超净”要求,即严格控制粒子和金属杂质的含量。同时在混合配比时,最高要求十亿级精度,这使得电子特气的制备具有较高的技术门槛。
本次军事冲突主角之一的乌克兰,就是全世界范围内氖气的最大生产国。早在苏联时期,乌克兰就是苏联的稀有气体生产基地,在那时其生产的氖气主要用于辉光管的制造。其Gazotron军工厂在70年代生产的IN-16辉光管甚至时至今日仍可使用,是不少蒸汽朋克爱好者钟爱的桌面摆件。这足可见乌克兰在稀有气体制造领域的先进工艺。
事实上,有数据显示,乌克兰约供应了全球70%的氖气、40%的氪气、30%的氙气。这些稀有气体都是半导体生产中不可缺少的材料。
摩根大通称,企业可能转向中国、美国和加拿大以增加供应。但这可能是一条缓慢的道路。尽管芯片制造行业能够应对2014年克里米亚危机导致的氖气价格上涨,当时氖气的价格一度暴涨10倍,但今天的冲突规模看起来要大得多。
不过好在,经历了新冠疫情后,许多大型芯片代工厂已不再专注于单一的供货商,并鉴于近期的紧张局势早已开始“未雨绸缪”。
据报道,全球光刻机的主要生产厂商阿斯麦日前已经开始寻求可以代替乌克兰的稀有气体供应商。根据该公司的说法,尽管乌克兰是世界上最大的氖气生产国,但ASML使用的氖气中只有不到20%来自于乌克兰。
此外,美光CEO在接受采访时也表示,目前来自乌克兰的氖气并不是其主要货源,该公司在亚洲、欧洲、北美均可获得稳定的稀有气体供应,并且它已经拥有了大量库存。
不过,如今紧张的态势究竟会持续多久还尚未可知。即使各大主要生产商都准备了一定量的库存,但就长期而言,肯定还是不够的。因此,如果乌克兰的战火若不能尽快平息,那么长期来看,全球半导体供应链将不得不面临由于稀有气体短缺引起的缺芯问题。