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中国升级对稀土的出口管制,对全球半导体供应链尤其美国的影响更为直接且复杂。其中的规定,产品只要含有中国生产的特定稀土原料占产品价值0.1%以上,无论在何处生产,都须向中方申请审查核可。
此举也让三星、英特尔等晶圆厂及应用材料、ASML等设备供货商,短期面临材料与磁性组件短缺风险。全球半导体供应链,尤其上游,离不开中国。
海外半导体供应链瑟瑟发抖
业界指出,此次出口管制或影响半导体上游材料到下游晶圆制造的多个环节,如晶圆抛光粉(CMP)采用铈(Ce)、钕(Nd)与镝(Dy)则常见于EUV光刻机与磁控溅镀设备,甚至EUV/DUV光学镜片、雷射模块、MRA等都仰赖稀土掺杂。
一家美国大型芯片公司高管说,仍在评估稀土管制的影响,但目前最显著的风险,在于对芯片供应链至关紧要的稀土磁铁价格上涨。
另一家美国芯片业者主管也说,该公司正加紧确认哪些产品含有中国大陆稀土,并担忧中国大陆的许可证要求或导致其供应链中断,进而出现交货延迟甚至停产的情况。
乔治敦大学安全与新兴科技中心资深资料研究分析师费尔德戈伊斯说:「在半导体价值链中,中国新的出口管制可能主要影响两类企业,分别是在晶圆制造过程中使用稀土化学品的芯片制造商,以及在设备中使用稀土磁铁的工具制造商。」
ASML与应用材料这些设备商特别依赖稀土,因为他们的设备包含精度极高的雷射、磁铁与其他需用到稀土的零件。
还有业内人士指出,相较于4月的稀土管制措施主要针对稀土原材料,此次措施「直接锁定半导体厂」,将所有用于生产先进芯片的核心耗材、靶材、磁铁材料与制程演算列入管制名单。
价格波动与供应链中断
一旦落实稀土出口管制措施,会造成哪些影响?
首先,价格冲击与成本上升将成为显著问题。管制措施的宣布可导致受控稀土材料价格剧烈波动甚至飙升,直接推高半导体制造商与设备制造商的生产成本,最终可能转嫁至消费者,或侵蚀企业利润率。
其次,供应链将面临压力。全球企业需投入大量资源审查其复杂供应链,以确认是否涉及中国稀土,并等待审批。这可能导致供应链陷入「停顿」状态。全球唯一的EUV光刻机制造商ASML已预计,其出货可能延迟数周。
此外,随着现有库存消耗殆尽,产品生产可能中断。企业将依赖现有库存维持生产,但工业库存通常有限。例如,美国部分产业高度依赖稀土,其现有库存仅能维持约18个月的生产,商业领域的库存缓冲期可能更短。一旦库存耗尽,生产中断将不可避免。
对美国半导体产业的影响
美国半导体产业对稀土的依赖深入整个价值链的多个关键环节,特别体现在最先进的制程技术与高阶制造设备之中。
在晶圆制造过程中,稀土元素被广泛应用于抛光磨料与掺杂剂中,对芯片质量与效能至关重要。
化学机械抛光(CMP):是集成电路制造中不可或缺的工序,用于实现多层布线的高平整度。高性能抛光液中的稀土氧化物(如氧化镧、氧化钕、氧化镨)是关键磨料,一旦供应中断,将直接影响先进逻辑芯片的良率与可靠性。
高介电常数(High-k)闸极介电层:在FinFET与GAA等先进制程中,为抑制漏电与提升晶体管效能,传统的二氧化硅闸极材料已被稀土氧化物取代。
元素钪(Sc):在高效能逻辑芯片中扮演关键角色。若失去这些特定稀土材料,先进芯片的低功耗与高效能设计几乎难以实现。
半导体制造设备则是美国半导体产业中一个隐蔽但极为关键的弱点。这些价值数十亿美元的精密设备在制造芯片过程中大量依赖稀土材料。
高性能磁体系统:无论是阿斯麦(ASML)的极紫外光(EUV)光刻机,还是应用材料(Applied Materials)、泛林集团(Lam Research)的蚀刻与沉积设备,其内部都配备高精度电机、致动器与磁透镜系统。
这些系统使用由钕铁硼或钐钴制成的高性能永磁体,并需添加镝与铽等重稀土元素,以在高温与高真空环境下保持稳定磁性。
中国的出口管制措施,正精准涵盖了这些重稀土材料及其磁体产品。
特种雷射与光学组件:半导体制造所需的多种特种激光器,其增益介质亦依赖稀土元素,例如掺钕与掺铥雷射,广泛应用于晶圆检测与材料加工等关键制程中。
美国可能并不直接从中国进口光刻机所需的稀土磁体,但制造这些稀土磁体的全球供应链无法绕开中国。
一家位于德国或日本的精密零件制造商,其生产的致动器可能依赖中国加工的含镝磁粉。一旦这条供应链中断,阿斯麦(ASML)将无法生产关闭光刻机,进而影响英特尔或台积电在美国亚利桑那州的新晶圆厂正常运作。
供应链任何一个环节出问题,都可能导致整个价值数十亿美元的投资停滞。
信息来源:半导体前线
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