惰性氣體在全球半導體制造工藝中有重要的應用
莫斯科國立技術大學開設了一個重要的生產(chǎn)設施,用于生產(chǎn)純氖氣,以填補全球惰性氣體的短缺,給予莫斯科部分控制權,并為具有戰(zhàn)略重要性的原材料的出口量提供巨大的出口潛力。
氖是一種稀有氣體,包括
什么是霓虹燈?
霓虹燈通常與發(fā)光標志相關聯(lián)。因此,氖和其他惰性氣體用于屏蔽,但今天氖的主要用途是用于半導體生產(chǎn)。氖的使用有助于深紫外光的光刻,并有助于準分子激光器和可生產(chǎn)現(xiàn)代半導體的技術的運行。全球約70%的氖氣生產(chǎn)用于微芯片行業(yè),每年需要約540噸氖氣。工業(yè)上沒有其他惰性氣體的替代品,也沒有預期。
為什么會出現(xiàn)短缺?
氖不是一種稀有礦物,在數(shù)量有限的礦床中發(fā)現(xiàn)。事實上,氖在全球大氣中分布均勻,約占整個行星大氣的0.002%。然而,它的提取極其困難,從海水中提取金也是如此。
大多數(shù)惰性氣體是鋼鐵工業(yè)的副產(chǎn)品。然而,當今鋼鐵工業(yè)使用的大多數(shù)現(xiàn)代技術和工藝不會導致惰性氣體的釋放,但它們將在上個世紀后蘇聯(lián)時期建造的“過時”工廠中發(fā)揮作用。俄羅斯在其生產(chǎn)設施中生產(chǎn)了世界上大部分的氖和氬,烏克蘭負責清潔。
俄羅斯和烏克蘭共同為世界市場提供了約50-55%的惰性氣體供應。作為這種影響的一個例子,美國90%的惰性氣體總消耗量來自這些工廠。
由于新冠肺炎的供應鏈問題,惰性氣體生產(chǎn)出現(xiàn)赤字,全球瘋狂的需求遠遠超過供應。現(xiàn)在,烏克蘭工廠的關閉和對俄羅斯的制裁使局勢進一步惡化。
從2021中期到2022年2月,惰性氣體的價格翻了四番。在對俄羅斯實施制裁后,莫斯科宣布限制原材料和純惰性氣體的出口。目前的價格大約是歐洲市場天然氣當前價格的1000倍。沒有立即短缺的原因是,在該領域運營的大多數(shù)半導體公司擁有大量的惰性氣體工業(yè)儲備。這防止了材料價格的增加立即轉化為實際芯片成本的增加。但這些工業(yè)儲備現(xiàn)在正在枯竭。
供應鏈中的替代方案
中國也是氖、氬和氙的主要生產(chǎn)國。中國的芯片制造商幾乎沒有受到供應危機的影響。一般而言,小生產(chǎn)者遭受的損失最大,無法維持大量的物質(zhì)儲備。但這些資源也很稀少,盡管俄羅斯資源可以維持供應。
在新場地生產(chǎn)惰性氣體的準備工作至少需要9個月,而世界各地合適場地的可用性非常低,限制了生產(chǎn)的可能性。在更資本主義的社會中,這還有其他不利因素,因為建立新的惰性氣體工廠需要大量投資,但隨著供應形勢的穩(wěn)定,也有回報和投資成本,但這取決于俄羅斯取消制裁。
俄羅斯在這方面具有優(yōu)勢,因為它已經(jīng)是世界上最大的惰性氣體原材料生產(chǎn)國,并具備為技術目的凈化這些惰性氣體的必要能力。它還擁有實驗室設施,莫斯科國立技術大學的開辦證明了這一點。到2022年底,該實驗室的氖氣產(chǎn)量預計將達到每年70000立方米,占全球產(chǎn)量的10%以上。計劃將該值提高2.5倍,這將使俄羅斯成為這些產(chǎn)品的唯一全周期全球制造商。大多數(shù)面向出口市場