
据报道,消息人士透露,先进半导体制造工艺所用高纯度二氧化碳(CO₂)的供应已显现短缺预警。此次供应紧张根源在于炼油厂与石化装置开工率下滑,导致二氧化碳原料产量大幅缩水。半导体厂商与特种气体供应商通常各自储备约两周用量,合计可支撑一个月生产,但业内称目前整体库存已跌破这一安全线。
据行业知情人士介绍,三星电子每月消耗1800至2000吨高纯度二氧化碳,SK海力士月需求量则在600至700吨区间。目前供应缺口尚未造成三星电子、SK海力士生产线停摆。但库存缓冲持续收窄,两家企业均加大采购力度。相关业内人士表示,即便愿意接受涨价,新增货源也愈发难以获取。
某气体供应商负责人表示:“原料供给本就不足,我们无法满足客户全部采购需求,短期内也没有可行办法提升产能。”
高纯度二氧化碳被大量用于半导体超临界清洗工艺。当物质温度、压力突破临界值,就会形成超临界流体;液态二氧化碳转为超临界态后,可同时兼具液态与气态双重特性。其类液态密度能高效溶解晶圆表面残留与污染物;同时拥有气体般的渗透能力,可钻入微细线路图案,清除半导体深层结构内的颗粒杂质。先进制程芯片线路间距极窄、且普遍采用高深宽比结构,因此必须采用超临界清洗工艺。
二氧化碳原料是炼油、石化生产与制氢工序的副产物。业内认为,美伊及中东局势带来原油供给不确定性,导致韩国本土石化工厂开工率走低,进一步加剧了当前二氧化碳紧缺局面。
液态二氧化碳价格自今年年初至今累计上涨约20%,行业从业者预判供应紧张态势或将持续至年底。韩国本土主要高纯度二氧化碳供应商包括泰京化学、善道化学、东光化学、SKAirplus,其中泰京化学是行业龙头供应商。
一位半导体材料专家表示,继氦气、无水氢氟酸、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)先后出现供应扰动后,中东地缘风险再度冲击半导体材料供应链。该专家称:“此次二氧化碳短缺事件充分说明,半导体材料供应链与炼油、石化行业副产物供给深度绑定。”
今年3月,氦气成为了半导体供应链最关键的风险点。氦气是液化天然气(LNG)生产的副产品,广泛用于半导体制造中的等离子刻蚀、沉积工艺,以及晶圆背面冷却,卡塔尔约占全球供应量的三分之一。由于卡塔尔拉斯拉凡工业综合体受到袭击,卡塔尔能源公司因此警告称,LNG 设施受损可能影响长期供应合同的履约。该公司首席执行官萨阿德・卡阿比表示,袭击已影响该国约 17% 的 LNG 出口能力,恢复可能需要 3 至 5 年。氦气现货价格已大幅飙升,行业估算涨幅超过50%。
4月,多位行业人士透露,关东电化、中央玻璃等日本六氟化钨供应商,已向三星电子、DB Hitech等韩国半导体企业告知原料供应受阻的情况。知情人士表示:“5—6 月可依靠现有钨库存维持供应,但下半年情况无法保证。” 该人士还补充:“已要求韩国客户寻找SK特种材料、厚成等替代供应商。”三星电子对日本产六氟化钨的依赖度高于SK海力士,急需转向韩国本土供应商。SK海力士除使用SK特种材料、厚成的产品外,还部分采用中国企业派瑞(Peric)的货源,相对更有缓冲空间。其他部分晶圆代工厂,则被迫紧急完成韩国产六氟化钨的工艺验证。通常更换工艺材料仅验证环节就需一年半以上,如今行业紧迫到不得不省略部分流程。
此外,业内消息人士透露,日本主流光刻材料供应商已通过韩国分公司,向三星电子、SK海力士等半导体客户告知原料采购受阻情况,部分厂商计划于近期正式通报。此次短缺的核心原料为丙二醇甲醚(PGME)与丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)。二者是广泛应用于各类电子材料中的关键溶剂,用于溶解其他物质的液体或气体类原料。PGME、PGMEA 是光刻胶(PR)、稀释剂(Thinner)、抗反射涂层(BARC)、旋涂硬掩膜(SOH)、高带宽内存(HBM)临时键合胶等产品的必需原料,几乎覆盖光刻图案化工艺全品类材料。
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