被忽視的關鍵原料危機,正在半導體行業
氦氣與石腦油/PFAS供應危機正從材料端沖擊半導體全鏈條：不僅壓縮設備廠售後高利潤業務，也拖累ASML、應用材料公司等新設備交付。
先進制程因高度依賴特種氣體與含氟材料首當其沖，良率下滑與產能延遲成為“隱形殺傷”。汽車芯片因認證嚴苛或出現“能造不能用”。若持續6個月，全球產能或結構性下滑，沖擊AI、汽車與電子產業。
石腦油俗稱輕油、白電油或去漬油，是壹種原油精煉的烴類液體的中間物。它由不同的碳氫化合物混合組成，它的主要成分是含5到11個碳原子的鏈烷、環烷或芳烴。通常都是脫硫然後催化重整，進而重新排列或重新結構石腦油中的烴分子以及斷裂成較小的分子用來產生高辛烷值汽油組分（或汽油）。
那麼氦氣和石腦油等材料和氣體的供應危機將如何影響半導體產業結構，又將對哪些企業造成影響？
並非“銷售完畢，壹切就此結束”的商業模式
現代半導體設備制造商的運營主要依賴於兩大支柱：設備銷售和維護、零部件及服務（即所謂的售後市場）。根據各公司2023財年的年度報告，主要公司的售後市場占比通常處於以下水平：
售後市場的毛利率高於設備銷售，是各公司的主要收入來源。該業務依靠FFKM密封件、PFA管道組件、PFPE潤滑劑、特種氣體、耗材以及派遣現場工程師等技術人員來維持運營。設備制造商並不生產自己的原材料。他們組裝、認證並從科慕、大金、森科和杜邦等公司采購零部件，然後供應給客戶。如果原材料供應鏈中斷，下游環節的設備制造商業務將會萎縮。
主要設備制造商售後市場業務的銷售額、利潤率及氦氣/石腦油依賴度。
新設備生產也停止
石腦油/PFAS危機不僅會對現有設備的維護和維修服務產生直接影響，還會影響新設備的制造。ASML、應用材料公司、Lam Research、東京電子、ASM、國際電氣和KLA等公司在單台設備中都會使用成千上萬個含氟密封件、數百米長的PFA管材以及數拾種工程塑料部件。
特別是，由於真空系統的復雜性，ASML的EUV系統需要比傳統DUV系統多得多的密封件和管道組件。如果在EUV量產爬坡階段石腦油/PFAS供應減少，設備交付的延遲將直接導致先進制造工藝啟動的延遲。
台積電、叁星電子、英特爾、美光科技、SK海力士和Rapidus等公司建設先進制造中心的計劃，都基於設備能夠順利交付的前提。如果設備未能到位，這些制造中心最終可能只剩下空蕩蕩的建築物。這種情況在某些地方已經開始出現。
良率下降帶來的“隱形損害”
芯片制造商首先受到的影響表現為良率下降。由於幹法刻蝕工藝高度依賴氦氣，其質量裕度降低，而這種影響在尖端節點處更為顯著。
關鍵在於，良率下降的問題很難在政府統計數據中體現出來。如果壹家半導體工廠倒閉，就會被報道，政府也可能采取行動。然而，即使良率下降5%或10%，半導體工廠仍會繼續運轉，出貨量也會繼續。但工業產能卻會悄無聲息地持續流失。
此外，台積電3nm/2nm生產線良率下降幾個百分點，將直接影響人工智能半導體（如英偉達的GPU和博通的AI ASIC）以及英特爾和AMD的CPU和GPU，還有移動 SoC（系統芯片，如蘋果 iPhone 的應用處理器 (AP)）的供應。
叁星的情況也類似。此外，英特爾的18A節點和Rapidus的2nm試驗線在初期階段都面臨危機，因此即使它們成功構建了能夠大規模生產2nm邏輯芯片的工藝流程，預計也會出現“良率根本不會提高”的情況。
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先進制程因高度依賴特種氣體與含氟材料首當其沖，良率下滑與產能延遲成為“隱形殺傷”。汽車芯片因認證嚴苛或出現“能造不能用”。若持續6個月，全球產能或結構性下滑，沖擊AI、汽車與電子產業。
石腦油俗稱輕油、白電油或去漬油，是壹種原油精煉的烴類液體的中間物。它由不同的碳氫化合物混合組成，它的主要成分是含5到11個碳原子的鏈烷、環烷或芳烴。通常都是脫硫然後催化重整，進而重新排列或重新結構石腦油中的烴分子以及斷裂成較小的分子用來產生高辛烷值汽油組分（或汽油）。
那麼氦氣和石腦油等材料和氣體的供應危機將如何影響半導體產業結構，又將對哪些企業造成影響？
並非“銷售完畢，壹切就此結束”的商業模式
現代半導體設備制造商的運營主要依賴於兩大支柱：設備銷售和維護、零部件及服務（即所謂的售後市場）。根據各公司2023財年的年度報告，主要公司的售後市場占比通常處於以下水平：
售後市場的毛利率高於設備銷售，是各公司的主要收入來源。該業務依靠FFKM密封件、PFA管道組件、PFPE潤滑劑、特種氣體、耗材以及派遣現場工程師等技術人員來維持運營。設備制造商並不生產自己的原材料。他們組裝、認證並從科慕、大金、森科和杜邦等公司采購零部件，然後供應給客戶。如果原材料供應鏈中斷，下游環節的設備制造商業務將會萎縮。
主要設備制造商售後市場業務的銷售額、利潤率及氦氣/石腦油依賴度。
新設備生產也停止
石腦油/PFAS危機不僅會對現有設備的維護和維修服務產生直接影響，還會影響新設備的制造。ASML、應用材料公司、Lam Research、東京電子、ASM、國際電氣和KLA等公司在單台設備中都會使用成千上萬個含氟密封件、數百米長的PFA管材以及數拾種工程塑料部件。
特別是，由於真空系統的復雜性，ASML的EUV系統需要比傳統DUV系統多得多的密封件和管道組件。如果在EUV量產爬坡階段石腦油/PFAS供應減少，設備交付的延遲將直接導致先進制造工藝啟動的延遲。
台積電、叁星電子、英特爾、美光科技、SK海力士和Rapidus等公司建設先進制造中心的計劃，都基於設備能夠順利交付的前提。如果設備未能到位，這些制造中心最終可能只剩下空蕩蕩的建築物。這種情況在某些地方已經開始出現。
良率下降帶來的“隱形損害”
芯片制造商首先受到的影響表現為良率下降。由於幹法刻蝕工藝高度依賴氦氣，其質量裕度降低，而這種影響在尖端節點處更為顯著。
關鍵在於，良率下降的問題很難在政府統計數據中體現出來。如果壹家半導體工廠倒閉，就會被報道，政府也可能采取行動。然而，即使良率下降5%或10%，半導體工廠仍會繼續運轉，出貨量也會繼續。但工業產能卻會悄無聲息地持續流失。
此外，台積電3nm/2nm生產線良率下降幾個百分點，將直接影響人工智能半導體（如英偉達的GPU和博通的AI ASIC）以及英特爾和AMD的CPU和GPU，還有移動 SoC（系統芯片，如蘋果 iPhone 的應用處理器 (AP)）的供應。
叁星的情況也類似。此外，英特爾的18A節點和Rapidus的2nm試驗線在初期階段都面臨危機，因此即使它們成功構建了能夠大規模生產2nm邏輯芯片的工藝流程，預計也會出現“良率根本不會提高”的情況。
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