【芯视野】继氖气供应危机后，冷却剂将再冲击全球半导体？

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集微网报道，继俄乌冲突导致氖气等半导体关键气体材料价格大涨以及供应不稳后，日前全球最大半导体冷却剂供应商3M公司旗下比利时工厂因当地环保法规限制，被要求PFAS（全氟烷基和多氟烷基物质）产线停工。而该工厂占据全球半导体冷却剂产量80%，客户包括台积电、英特尔、三星和SK海力士等半导体巨头。

显然，由于产业链庞大而复杂，任何环节的问题都有可能影响半导体生产。而作为电路图案蚀刻工艺时用于调节温度的电子级氟化液，冷却剂在半导体制造中必不可少。有业内人士称，受3M比利时工厂关闭影响，如果代工厂商不能在三个月内解决冷却剂供应问题，全球制造业很可能面临巨大冲击。那么，事实是否真的如此？

冷却剂在半导体制造中必不可少

在化学性质分类上，半导体冷却剂属于电子级氟化液，具有无色无味、低粘度、高绝缘、不易燃、无腐蚀性和高安全性等特性，拥有极为稳定的物理和化学性质。由于可以长时间使用而不会对电子设备和元器件造成任何损坏及产生污染等，电子级氟化液被广泛的应用于半导体制造、数据中心以及航空电子设备的冷却等。

其中，在半导体制造过程中，为了在更小的工艺尺寸下获得精确的加工能力，芯片生产的一些环节需要使用冷却剂精确控制温度。与此同时，由于半导体生产线常是24小时不间断运转，相关的半导体设备也需要通过电子级氟化液来进行恒温冷却，以保障稳定运行。因此，冷却剂是半导体生产必不可少的材料。

图源：Businesskorea

据CINNO Research称，以3M的FC-770电子级氟化液为例，其主要被用于半导体蚀刻设备、离子注入设备和化学气相沉积（CVD）的恒温冷却。此外，FC-770的倾点也非常低（倾点的物理意义是反映油品低温流动性好坏的参数之一，倾点越低时油品的低温流动性越好），因而可以用于冷热冲击试验及其他各种测试。

不过，美中不足的是，电子氟化液及其生产会排放较多全氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）。该物质拥有防水、防油、抗热的特性，广泛应用于化妆品、牙线和纺织品等，但在体内累积久后可能导致激素紊乱。因此，美国、欧盟都在收紧法规，尽量减少相关排放。而作为全球最大半导体冷却剂厂商，3M便成了众矢之的。

3M比利时工厂环保问题由来已久

近日，由于当地环境法规收紧，3M位于比利时佛兰德斯的 Zwijndrecht（兹韦恩德雷赫特）半导体冷却剂工厂被迫暂停生产。据外媒报道，该工厂污染问题由来已久，在1971年就开始生产一种叫全氟辛烷磺酸（PFOS，属于PFAS物质）的化学产品。该物质在自然界中难以分解，会对人体免疫系统、甲状腺功能等产生不利影响。

3M早在2008年的环境许可证中列出的 PFOS浓度最大值为每升30微克，但佛兰德斯政府相关部门定期测量的3M工厂废水中PFOS的浓度超过500微克，是最高标准的16倍以上。为了解决污染问题，2018年11月，当地政府计划投入6300万欧元清理受污染最严重的土地，并要求3M保证建造价值 75000 欧元的安全护堤等。

图源：网络

不过，这一污染问题直到2021年才经由媒体广泛报道才被公之于众，并成为当地一大丑闻。舆论压力之下，2021年10月29日，比利时佛兰德斯环境监管机关再度要求3M比利时Zwijndrecht工厂执行新的安全措施，并暂停部分生产业务。不久后，3M提出了暂停实施新安全措施的申请，但于去年11月15日遭到拒绝。

今年3月，韩媒曝出Zwijndrecht工厂因当地环境法规收紧已停产，但3M回应称仅有涉及PFAS部分产品暂时停产。而面对前所未有的压力，3M在3月30日的官方新闻稿中表示，将对该工厂追加1.5亿欧元投资，以进一步减少PFAS排放、继续运行非PFAS相关制造，以及重新启动此前闲置的PFAS相关制造处理流程等。

3M停产对全球半导体制造影响几何？

经过数十年的开发耕耘，3M如今已成为半导体冷却剂领域的绝对霸主，全球市场占比达90%，客户包括台积电、英特尔、三星、SK海力士、联电等半导体行业巨头。而鉴于其80%产能来自比利时工厂，有相关人士称，客户库存在可以承受的一到三个月内，若没有解决冷却剂供应问题，全球芯片制造业很可能面临巨大冲击。

对此，台积电表示，由于与供应链紧密合作，预期不会造成影响；联电也表示没有影响，且有替代方案；世界先进则称尚有库存，同时也有多方供货来源。台媒还分析称，不论是干式、湿式等工艺使用的化学气体、液体，台积电除了欧洲之外还有日本、韩国的供应商，且在中国台湾的生产供应链库存至少有数月，不受本事件冲击。

图源：3M

显然，由于当事企业和下游客户立场不同，相关表达因自身利益诉求自然很难达成统一。作为第三方，天风国际知名分析师郭明錤在推文上发表的看法则是，3M在比利时的冷却剂PFAS产线暂时停工，对半导体制造的影响几乎可以忽略不计，并表示这些冷却剂主要用于设备维护或修理，日常生产不需要更换。

据了解，刻蚀、沉积、CMP、离子注入、先进封装等很多半导体工艺步骤都需要使用冷却剂，但冷却剂其实主要是用在新装机的机台设备上，只有新机台要做冷却功能时，才需要填充冷却剂。因此，3M比利时工厂停产若对供应链产生影响，冲击最大的将不会是半导体生产线上的在制产品，而是新厂新机的装机速度。

结语

正如全球缺芯危机一样，“有危就有机”。当前，中国已经有数家公司开始对标3M的半导体冷却剂，制造出在品质和纯度上较有竞争力的产品，其中浙包括江诺亚氟化工、思康化学、台湾孚瑞科技、深圳盈石科技等。或许这些企业能够抓住难得的窗口期，扩大国产半导体冷却剂市场份额，但也势必应当注意环境保护问题。

总体来看，对于全球半导体制造业而言，如果3M无法在冷却剂库存消耗完之前恢复生产，确实会对半导体产业的扩产和制造带来影响，同时也可能一定程度导致存储器、芯片等价格上扬。然而，鉴于冷却剂的性能和所发挥的作用等，3M的工厂停产势必不会对全球半导体制造造成巨大冲击，并将促使冷却剂市场走向更加平衡。（校对/隐德莱希）