近期，隨著中東地區(qū)沖突的持續(xù)，全球能源和貨物的重要運(yùn)輸“關(guān)口”霍爾木茲海峽依然處于封鎖當(dāng)中，全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈面臨新的不確定性正在加劇。除了石油、液化天然氣等能源供應(yīng)受阻之外，半導(dǎo)體制程所需的氦氣供應(yīng)也岌岌可危。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月18日，卡塔爾國家能源公司宣布，其全球最大的液化天然氣工廠——拉斯拉凡工業(yè)城（Ras Laffan）遭遇導(dǎo)彈襲擊，引發(fā)大火，造成了“重大損失”。

根據(jù)卡塔爾國家能源公司最新發(fā)布的公告顯示，拉斯拉凡工業(yè)城的襲擊事件導(dǎo)致卡塔爾液化天然氣產(chǎn)能損失約為每年1200萬至1300萬噸，約站總產(chǎn)能的17%，預(yù)計(jì)每年損失 200 億美元的收入。該公司表示，修復(fù)生產(chǎn)設(shè)施的損壞可能需要長達(dá)五年的時(shí)間，并補(bǔ)充說，這將擾亂對歐洲和亞洲的液化天然氣供應(yīng)。

卡塔爾能源公司也證實(shí)，拉斯拉凡工業(yè)城遭到兩次導(dǎo)彈襲擊，第一次導(dǎo)致天然氣制液設(shè)施遭受“廣泛破壞”，第二次導(dǎo)致其多個(gè)液化天然氣設(shè)施發(fā)生“大規(guī)?；馂?zāi)并遭受進(jìn)一步的廣泛破壞”。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“斷氣”危機(jī)加劇

由于卡塔爾國家能源公司也全球最大氦氣生產(chǎn)商之一，其位于拉斯拉凡工業(yè)城的氦氣工廠生產(chǎn)了全球約25%的氦氣。此舉或?qū)⑦M(jìn)一步加劇半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需的氦氣供應(yīng)危機(jī)。

半導(dǎo)體制程中所需要用到的氣體分為大宗氣體與特殊氣體兩類。其中，特殊氣體化學(xué)性質(zhì)活潑，直接參與化學(xué)反應(yīng)，決定了芯片的性能。雖然用量小，但對純度和混配精度要求極高（通常5N-6N）。

大宗氣體則被視為晶圓廠的“血液”。它們雖然不像特種氣體（Specialty Gases）那樣具有高度反應(yīng)活性，但消耗量極大，且對純度的要求通常需達(dá)到9N（99.9999999%） 以上，以確保半導(dǎo)體制程的良率。

目前半導(dǎo)體制造中主要的大宗氣體包括：

氮?dú)?N?) 用量最大，氮?dú)庠诎雽?dǎo)體廠的總氣體消耗量中占比超過60%。主要用途為吹掃反應(yīng)爐、傳輸管道與儲存晶圓的FOUP（晶圓載具），防止元件接觸氧氣而氧化。另外，排放制程廢氣前，用氮?dú)庀♂層卸净蛞兹細(xì)怏w，降低危險(xiǎn)。至于，液態(tài)氮也常用于需要極低溫環(huán)境的設(shè)備冷卻。

氫氣(H?) 在先進(jìn)制程中的地位日益重要，主要還原反應(yīng)，在高溫退火（Annealing）制程中，用來去除晶圓表面的氧化物。還有EUV 光源維護(hù)，也就是在極紫外光（EUV）光刻設(shè)備中，氫氣用于清潔反射鏡上的錫沉積，是維持曝光機(jī)運(yùn)作的關(guān)鍵。另外，在磊晶生長（Epitaxy） 中作為載氣，輔助硅化物的沉積。

氬氣(Ar) 用于電漿與干蝕刻的媒介。由于氬氣是一種極其穩(wěn)定的惰性氣體，主要應(yīng)用于物理反應(yīng)。其中包括電漿產(chǎn)生，也就是在濺鍍（PVD）與離子布植制程中，氬氣被電離成電漿，撞擊靶材或清理晶圓表面。還有隔熱與保護(hù)，在高溫硅晶圓拉晶過程中，作為保護(hù)氣防止石墨零件被侵蝕。

氧氣(O?) 是氧化層的構(gòu)建者。在熱氧化（Thermal Oxidation）過程中，氧氣在晶圓表面生長二氧化硅（SiO?）絕緣層。在電漿去膠（Ashing）過程中，利用氧電漿將光阻劑（Photoresist）碳化并清除。

氦氣(He) 則是卓越的導(dǎo)熱介質(zhì)由于氦氣分子極小且導(dǎo)熱性能極佳。在半導(dǎo)體制程中是背面冷卻（Backside Cooling）。例如在蝕刻制程中，氦氣被充入晶圓背面與載臺之間，快速導(dǎo)走制程產(chǎn)生的熱量，防止晶圓過熱變形。另外，還利用氦氣分子小的特性，檢測真空系統(tǒng)是否有微小泄漏。

特殊氣體包括：硅烷 (SiH?)、磷化氫 (PH?)、乙硼烷 (B?H?)、三氟化氮 (NF?)、四氟化碳 (CF?)、氨氣 (NH?)、笑氣 (N?O) 等。

其中，硅烷主要用于沉積薄膜；磷化氫、乙硼烷主要用于摻雜 (Doping)工藝，改變半導(dǎo)體導(dǎo)電性；三氟化氮、四氟化碳主要用于刻蝕 (Etching)工藝；含氖、氬的混合氣用于產(chǎn)生光刻所需的激光光源。

不過，這些特殊氣體主要供應(yīng)來源于美國、日本和歐洲，中東地區(qū)很少。

相比之下，在大宗氣體供應(yīng)中，中東地區(qū)的卡塔爾則占據(jù)了全球氦氣產(chǎn)量約三分之一。

由于氦氣是天然氣副產(chǎn)物，主要來源是天然氣資源中的氦氣提取，因此全球供應(yīng)高度集中：全球約 80%氦氣來自少數(shù)國家的大型天然氣田。具體來說，美國是最大的氦氣生產(chǎn)國，卡塔爾位居全球第二，阿爾及利亞第三，俄羅斯和加拿大也有部分供應(yīng)。

需要指出的是，卡塔爾是中東地區(qū)唯一真正的氦氣供應(yīng)核心國家，主要是其北方氣田（North Field）天然氣含氦，同時(shí)也有大規(guī)模液化設(shè)施。主要供應(yīng)企業(yè)是卡塔爾國家能源公司QatarEnergy（包括旗下的RasGas），該公司也是全球最大氦氣生產(chǎn)商之一。其位于拉斯拉凡工業(yè)城（Ras Laffan）的氦氣工廠生產(chǎn)了全球約25%的氦氣。但該工業(yè)城由于遭伊朗無人機(jī)攻擊，已于3月2日暫停生產(chǎn)，氦氣生產(chǎn)已經(jīng)受到干擾。3月18日，拉斯拉凡工業(yè)城再度遇襲，使得情況更加嚴(yán)峻。

Qatar Gas Plant Image

此前，氦氣咨詢公司Kornbluth Helium Consulting曾表示，若霍爾木茲海峽持續(xù)封閉，全球超四分之一氦氣供應(yīng)將面臨斷供?，F(xiàn)在的情況是，雖然封鎖有所放開，但是生產(chǎn)設(shè)施受到了破壞。

根據(jù)市場調(diào)研公司IndexBox的分析，若氦氣供應(yīng)中斷30天，價(jià)格可能上漲10%至20%，若停供60至90天，則漲幅恐達(dá)25%至50%。這也是中東地區(qū)沖突造成全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈緊張的原因。

不過，根據(jù)中國臺灣相關(guān)供應(yīng)鏈廠商的說法，以目前卡塔爾生產(chǎn)的大宗氣體──氦氣來說，一旦真的供應(yīng)持續(xù)中斷，對于韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的影響將會更為嚴(yán)重。因?yàn)?，韓國目前氦氣供應(yīng)90%都來自于卡塔爾。相比之下，中國臺灣在過去分散采購的帶動(dòng)下，來自卡塔爾的氦氣僅占總量的30%，另外美國方面也占了30%的比例，剩下的來自其他地方與中國大陸。

3月19日，中國臺灣經(jīng)濟(jì)部門次長何晉滄在立法院經(jīng)濟(jì)委員會答詢時(shí)指出，雖然全球約三分之一氦氣供應(yīng)來自卡塔爾，且為LNG生產(chǎn)的副產(chǎn)品，但中國臺灣目前氦氣來源多元，主要由臺灣三大工業(yè)氣體供應(yīng)商負(fù)責(zé)調(diào)度，包括聯(lián)華氣體與三福氣體等，經(jīng)濟(jì)部已與相關(guān)廠商確認(rèn)供應(yīng)無虞。

他進(jìn)一步指出，中國臺灣氦氣主要來源之一為美國，在現(xiàn)有供應(yīng)鏈合作架構(gòu)下，美方可持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)，不會有斷氣的情況；即便中東沖突延長至半年以上，對中國臺灣半導(dǎo)體供應(yīng)鏈也絕對沒有影響。

值得一提的是，除了氦氣之外，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對于天然氣也有著巨大的需求，而部分地區(qū)的晶圓廠所需的管道天氣的供應(yīng)來源則是液化天然氣，比如中國臺灣和韓國等地區(qū)，中東地區(qū)的沖突導(dǎo)致的液化天然氣供應(yīng)危機(jī)，可能也將影響到這些地區(qū)的晶圓制造商。