AI驅動半導體制造升級,巨頭搶購電子級氫氟酸。
電子級氫氟酸是一種清澈、無色的具有腐蝕性的液體,用于太陽能光伏電池、集成電路和超大規模集成電路芯片的清洗及蝕刻領域,是電子信息行業生產所需的關鍵基礎化工原料之一,有“化學鑰匙”之稱。
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來源:AI
隨著AI GPU、HBM高帶寬內存及先進邏輯芯片持續擴產,每片晶圓對高純度電子級氫氟酸的使用量同步增加,使其成為AI半導體供應鏈的重要戰略物資。
受上游原料價格上漲與AI半導體需求增長雙重因素推動,全球電子級氫氟酸市場供應持續趨緊,部分主流供應商已陸續上調產品售價,整體漲幅約20%-30%。
據中國臺灣經濟日報報道,業內傳出,臺積電、三星、SK海力士都在搶購電子級氫氟酸。而據韓媒TheElec此前報道,韓國半導體材料企業所用無水氫氟酸約90%來自中國進口。
螢石:電子級氫氟酸的“隱形命門”。
自然界中含氟礦物有150多種,目前人們開發利用的氟主要來自螢石。螢石是氟化鈣的結晶體和化學氟元素最主要的來源,是被稱為 “黃金產業”的氟化工產業鏈的起點。
工業上目前主要選擇螢石與硫酸反應得到無水氟化氫(AHF)氣體,除雜、冷凝后得到無水氫氟酸。無水氫氟酸經純化得到高純氫氟酸。
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無水氫氟酸生產工藝流程圖
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高純氫氟酸生產流程圖
集成電路的性能優劣與電子級氫氟酸品質息息相關,其純度和潔凈度會直接影響集成電路的質量、集成度、特定技術指標和成品率。
國內外電子級氫氟酸標準分類
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電子級氫氟酸對氟化鈣(螢石)原料的精煉度要求極高。目前半導體最高規格的G5級電子級氫氟酸因技術門檻高,全球供給相對有限。
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酸級螢石精粉 來源:金石資源
當3nm/2nm制程不斷推進、HBM堆棧層數持續攀升、全球300mm晶圓廠設備支出三年超4000億美元一一每一片晶圓都在消耗更多的高純氫氟酸。供給缺口正在為國內企業打開窗口。螢石的戰略價值愈發凸顯。
從優勢到隱憂:螢石資源安全亮起紅燈。
作為現代工業的重要礦物原料,螢石主要應用于新能源、新材料等戰略性新興產業及國防、軍事、核工業等領域,也是傳統的化工、冶金、建材、光學等行業的重要原材料,具有不可替代的戰略地位。
螢石是不可再生資源。2025年底世界螢石總儲量約3.3億噸氟化鈣,螢石資源主要分布在中國、墨西哥、南非、蒙古等,而日本、韓國、印度、歐盟、美國幾乎少有螢石資源儲量,形成結構性稀缺。其中,中國的螢石儲量從8,600萬噸上升至11,000萬噸,占比居全球第一。
螢石資源全球分布
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我國螢石資源雖然占據優勢,但在國際產業體系中的話語權與其資源地位并不匹配,尤其是高附加值的電子級螢石。這主要歸結于我國螢石資源富礦少,貧礦多,資源稟賦普遍較差(平均品位僅34. 7%,品位大于65%的富礦占比不足10%)。而且單一型螢石礦床,數量多,儲量少。單一螢石礦山的儲采比僅約16年,優質資源保障能力嚴重不足。此外我國螢石資源開采過度,其儲量約占全球的三分之一,而產量常年超過全球的60%。
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高品位螢石塊礦 來源:金石資源
國內螢石需求逐年攀升,而資源保障能力持續下降,直接造成我國螢石進口量逐年增加。2025年我國螢石進口繼續創歷史新高,海關統計合計進口量191.7萬噸,同比增長42.3%。
2021~2025年我國螢石進口量(單位:萬噸)
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隨著新一輪科技革命的到來,螢石的戰略價值日益凸顯。螢石及其下游的氟化工產業鏈已成為國家層面的戰略競爭領域,關系到新能源、半導體、國防等核心產業的安全。而螢石資源安全早已亮起紅燈,螢石危機值得深思。
參考資料:
劉禹博等.螢石生產高純氫氟酸工藝研究進展
張必欣等.中國螢石資源形勢分析及開發利用現狀研究
馮勝波等.我國氟資源及產業發展現狀、問題與對策
科創板日報、智通財經等
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