盧嬌蘭
近年來,受新冠疫情持續(xù)影響,世界范圍內(nèi)持續(xù)出現(xiàn)缺芯潮,由于供應有限導致了消費端價格上漲,嚴重影響了其他工業(yè)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。但隨著俄烏沖突的加劇,烏克蘭這一氖氣供應大國的態(tài)勢發(fā)生變化,芯片短缺問題的陰云也許仍將縈繞在半導體行業(yè)上空更多年頭。今天我們就來解析俄烏戰(zhàn)火這只蝴蝶,是如何扇動翅膀引起全球芯片危機的。

氖是一種惰性氣體,無色無味。在空氣中含量僅為0.2萬分號,屬于稀有氣體。由于氖在通電時會發(fā)出橙紅色亮眼光芒,常用于照明和展示用途。我們生活中常常見到的橙紅色霓虹燈牌就使用了氖氣。
除去霓虹燈牌外,氖其實還有一項比較罕見的用途:用于半導體制造行業(yè)中的電子特氣。

電子特氣指的是工業(yè)氣體中附加值比較高的特殊用途氣體。與傳統(tǒng)工業(yè)氣體在純度和用途上有所區(qū)分。特種氣體的生產(chǎn)過程中涉及合成、純化、混合配制、充裝、分析檢測、氣瓶處理等多項工藝技術(shù),流程較為復雜。而半導體行業(yè)則對電子特氣提出了更高的要求:為了保證半導體產(chǎn)品的良率,特種氣體必須滿足“超純”和“超凈”要求,即嚴格控制粒子和金屬雜質(zhì)的含量。同時在混合配比時,最高要求十億級精度,這使得電子特氣的制備具有較高的技術(shù)門檻。
作為本次軍事沖突主角之一的烏克蘭,就是全世界范圍內(nèi)氖氣的最大生產(chǎn)國。早在蘇聯(lián)時期,烏克蘭就是蘇聯(lián)的稀有氣體生產(chǎn)基地,在那時其生產(chǎn)的氖氣主要用于輝光管的制造。其Gazotron軍工廠在70年代生產(chǎn)的IN-16輝光管甚至時至今日仍可使用,是不少蒸汽朋克愛好者鐘愛的桌面擺件。這足可見烏克蘭在稀有氣體制造領(lǐng)域的先進工藝。
如今,氖氣在半導體領(lǐng)域找到了更大的舞臺。在半導體行業(yè)中的準分子激光光刻領(lǐng)域,使用深紫外激光光刻技術(shù)進行芯片刻蝕時,需要在模式化器件的關(guān)鍵層中填充混合氣體。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)和氯氣的混合物。

電子特氣被稱為現(xiàn)代電子工業(yè)的血液。據(jù)資料統(tǒng)計,烏克蘭約供應了全球70%的氖氣、40%的氪氣、30%的氙氣,這些稀有氣體都是半導體生產(chǎn)中不可缺少的材料。
隨著俄羅斯對烏克蘭的全面進攻,烏克蘭局勢陷入了動蕩。如果戰(zhàn)爭持續(xù),全球的稀有氣體供應都可能受此影響。
俄烏局勢牽動著全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定,ASML、美光紛紛拉響警報。
當?shù)貢r間上周三(2月23日),據(jù)路透社引述ASML一位發(fā)言人表示,正在尋找其他氖氣供應來源,以防俄羅斯和烏克蘭沖突導致供應中斷。
多位業(yè)內(nèi)人士稱,俄羅斯與烏克蘭只能算作原料供應商,并不是生產(chǎn)商,半導體下游企業(yè)并不直接從俄羅斯和烏克蘭采購,且電子特氣生產(chǎn)商目前都有足夠的儲備,芯片巨頭們加大囤貨力度造成自身芯片未面臨短缺。俄烏沖突對全球半導體巨頭們的產(chǎn)業(yè)鏈影響暫時有限,部分氖氣價格不斷攀升,或?qū)χ行“雽w企業(yè)產(chǎn)生一定影響,后續(xù)事態(tài)發(fā)展尚需進一步觀察。
凱美特氣表示,在氦、氖、氪、氙氣中氙氣最貴,特別是航空氙氣,純度越高,價格更高,當前俄羅斯與烏克蘭局勢緊張,價格會持續(xù)走高。值得注意的是,2014年克里米亞事件就曾導致電子特氣價格大幅上漲,氖氣價格一度翻了近10倍,達到每立方米3500美元的高價。
美國DRAM存儲芯片巨頭美光科技(Micron Technology)隨后稱,烏克蘭危機的升級凸顯出半導體供應鏈的復雜性和脆弱性,一些用于芯片生產(chǎn)的氣體就來自烏克蘭。

許多國家和地區(qū)都在重新思考和認識半導體對地緣政治、科技主權(quán)、國家安全的影響,紛紛出臺大量政策以推動半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展,半導體產(chǎn)業(yè)成為各國強化布局和博弈的重點領(lǐng)域。
各國先后發(fā)布半導體相關(guān)的法案,想要通過立法鼓勵本土半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
今年2月,美國眾議院通過520億美元(約合3310億元人民幣)的芯片法案,鼓勵美國的私營企業(yè)投資半導體的生產(chǎn),以改善美國的供應鏈以及加強制造業(yè)。同樣也是今年2月,歐盟委員會公布430億歐元(約合3125億元人民幣)芯片法案,希望擴大歐盟芯片產(chǎn)能在全球市場占比,避免對國際市場過度依賴。
2021年6月,日本公布的一份增長戰(zhàn)略草案也表明,日本將采取一切政策措施,包括提供慷慨的財政激勵,吸引海外半導體公司,加入全球芯片競爭,確保關(guān)鍵組件的供應。
世界多國都在提供巨額補貼及其它激勵措施,來吸引工廠或者研發(fā)中心落地本土,通過多種手段來促進本國半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
從目前的結(jié)果來看,出臺芯片相關(guān)的法案或補貼一定程度推動了芯片產(chǎn)能的回流。以美國為例,近兩年,臺積電、格芯、三星等大廠先后都在美國投建新的半導體工廠。
然而,雖然有高額補貼,但是產(chǎn)能回流的實現(xiàn)難度還是很高。對于發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)來說,除了需要巨額資本的支持,還需要配備完善的產(chǎn)業(yè)鏈、完備的基礎(chǔ)設施及設備、健全的生態(tài)體系和專業(yè)的相關(guān)人才等,每一個其實都是巨大的挑戰(zhàn)。
因此,即使美國在積極推動半導體代工廠的建設,但是由于藍領(lǐng)工人成本居高不下,如果制造業(yè)回流美國,工廠開不出那么高的工資吸引工人。如果工廠不顧成本開高工資,產(chǎn)品的生產(chǎn)成本就會增加,銷售價格也會上漲,競爭力下降,最后會導致市場萎縮利潤下降,工廠關(guān)門,美國短時問內(nèi)也不可能再造一個“臺積電”。

為了應對這種供不應求的情況,半導體的老牌企業(yè)紛紛出招應對。
最簡單的招數(shù)就是增加在半導體領(lǐng)域的投資。根據(jù)臺積電的報告,其在2022年的投資將達到440億美元,這一數(shù)字遠超其2021年的300億投資。