关键要点
- 原油衍生物石脑油的严重短缺正在扰乱关键光刻胶的供应,威胁到三星和 SK 海力士等公司的尖端芯片生产。
- 这一危机对先进工艺(7 纳米及以下)的影响尤为严重,直接威胁到英伟达和 AMD 的 AI 芯片以及英特尔 CPU 的生产。
- 阿斯麦(ASML)和应用材料等设备制造商面临新机台交付和售后服务的双重延迟,因为他们依赖数千种源自这些原材料的组件。
- 汽车半导体领域显得异常脆弱,其严格的可靠性标准导致材料难以替代,使主要汽车制造商面临停产风险。
关键要点
氦气、石脑油和 PFAS 相关化学品这三种关键原材料的供应危机正在加深,正给全球半导体行业带来冲击,威胁到世界上最先进芯片的生产,并可能延迟新制造工厂的启用。源于中东地缘政治紧张局势的供应中断直接打击了芯片制造的核心,预计对 AI 和高性能计算至关重要的 3 纳米和 2 纳米尖端工艺影响最为严重。
“在战争爆发前,市场就已经出现了 20 万公吨的短缺,”总部位于伦敦的 Woozle Research 创始人兼首席执行官 Mark Pacitti 表示。“伊朗危机并未创造一个脆弱的市场,它只是发现了一个本就脆弱的市场。”
问题的核心在于石脑油的出货受阻。石脑油是一种石油化工原料,用于生产光刻胶,而光刻胶是 EUV 光刻中晶圆图案化不可或缺的光敏材料。这直接影响了 JSR、东京应化工业和信越化学等日本主要供应商,它们控制着全球 75% 以上的市场。短缺还影响了用于数千种组件(从密封件、管道到润滑剂)的氟化材料(PFAS)的供应,使芯片和设备制造商面临多线作战的局面。
这种供应紧缩可能导致关键行业参与者的生产显著延迟和营收损失。台积电、三星和英特尔等芯片制造商在其利润最高的先进工艺上面临良率下降,而阿斯麦和应用材料等设备巨头可能会看到新机台交付停滞,高利润的售后服务收入缩水。这场危机使包括台积电亚利桑那州工厂和英特尔俄亥俄州工厂在内的新晶圆厂项目面临成为“空壳”的风险。
直接影响首先体现在售后业务中,这是设备制造商的主要收入和利润来源。该部门包括维护、备件和服务,严重依赖于 FFKM 密封圈、PFA 管道和 PFPE 润滑剂等组件的稳定供应,而所有这些组件都源自稀缺的原材料。
对于主要设备公司而言,售后服务在业务中占比巨大。如果这些经过认证的组件供应中断,维护客户现场现有设备的能力就会受损,导致晶圆厂运行时间减少,并可能触发服务合同中的赔偿条款。这直接威胁到泛林集团(Lam Research)和东京电子(Tokyo Electron)等公司稳定且高利润的收入来源。
危机还从维护扩展到了新型半导体制造设备的生产。阿斯麦的一台 EUV 光刻系统对先进芯片制造至关重要,它使用了数千个氟化密封件和数百米的 PFA 管道。这些看似不起眼的部件短缺,就足以让整条价值数百万美元的组装线停工。
这一瓶颈威胁到台积电、三星和英特尔等芯片制造商的新设备交付,这些公司正处于 3 纳米、2 纳米及以下工艺的激进产能扩张期。这些延迟可能会推迟整个制造中心的启动,从而扰乱其最大客户(包括苹果、英伟达和 AMD)的产品路线图。
对于芯片制造商来说,麻烦的第一个迹象是制造良率(即每片晶圆产生的合格芯片百分比)下降。干法刻蚀工艺高度依赖氦气的稳定供应,质量或供应量的任何下降都会对公差要求最严苛的先进工艺造成不成比例的伤害。
台积电 3 纳米生产线良率哪怕只下降几个百分点,也会显著减少英伟达 GPU、博通 AI ASIC 和苹果移动处理器的可用供应量。这种“隐形成害”虽然不会让工厂关门,但它悄悄侵蚀了产能和盈利能力,其效应最终会波及消费电子和数据中心市场。
虽然先进工艺受到的威胁最大,但汽车半导体领域面临着独特且严重的风险。汽车和卡车使用广泛的芯片,从成熟的 28 纳米节点到用于自动驾驶的更先进 16 纳米 SoC。这种广泛的暴露意味着汽车行业既受到先进工艺对氦气依赖的影响,也受到影响成熟工艺的 PFAS/石脑油材料短缺的打击。
此外,汽车级芯片必须符合严格的 AEC-Q100 可靠性标准,这涉及对每个组件进行冗长且昂贵的认证过程。用未经认证的替代品替换密封件或管道是不可行的,这意味着供应中断等同于完全停产。这可能会引发 2020-2022 年汽车生产危机的重演,影响日本、美国和德国的汽车制造商。
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