AI驱动半导体制造升级,巨头抢购电子级氢氟酸。

电子级氢氟酸是一种清澈、无色的具有腐蚀性的液体,用于太阳能光伏电池、集成电路和超大规模集成电路芯片的清洗及蚀刻领域,是电子信息行业生产所需的关键基础化工原料之一,有“化学钥匙”之称。

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随着AI GPU、HBM高带宽内存及先进逻辑芯片持续扩产,每片晶圆对高纯度电子级氢氟酸的使用量同步增加,使其成为AI半导体供应链的重要战略物资。

受上游原料价格上涨与AI半导体需求增长双重因素推动,全球电子级氢氟酸市场供应持续趋紧,部分主流供应商已陆续上调产品售价,整体涨幅约20%-30%。

据中国台湾经济日报报道,业内传出,台积电、三星、SK海力士都在抢购电子级氢氟酸。而据韩媒TheElec此前报道,韩国半导体材料企业所用无水氢氟酸约90%来自中国进口。

萤石:电子级氢氟酸的“隐形命门”。

自然界中含氟矿物有150多种,目前人们开发利用的氟主要来自萤石。萤石是氟化钙的结晶体和化学氟元素最主要的来源,是被称为 “黄金产业”的氟化工产业链的起点。

工业上目前主要选择萤石与硫酸反应得到无水氟化氢(AHF)气体,除杂、冷凝后得到无水氢氟酸。无水氢氟酸经纯化得到高纯氢氟酸。

无水氢氟酸生产工艺流程图
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无水氢氟酸生产工艺流程图
高纯氢氟酸生产流程图
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高纯氢氟酸生产流程图

集成电路的性能优劣与电子级氢氟酸品质息息相关,其纯度和洁净度会直接影响集成电路的质量、集成度、特定技术指标和成品率。

国内外电子级氢氟酸标准分类

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电子级氢氟酸对氟化钙(萤石)原料的精炼度要求极高。目前半导体最高规格的G5级电子级氢氟酸因技术门槛高,全球供给相对有限。

酸级萤石精粉 来源:金石资源
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酸级萤石精粉 来源:金石资源

当3nm/2nm制程不断推进、HBM堆栈层数持续攀升、全球300mm晶圆厂设备支出三年超4000亿美元一一每一片晶圆都在消耗更多的高纯氢氟酸。供给缺口正在为国内企业打开窗口。萤石的战略价值愈发凸显。

从优势到隐忧:萤石资源安全亮起红灯。

作为现代工业的重要矿物原料,萤石主要应用于新能源、新材料等战略性新兴产业及国防、军事、核工业等领域,也是传统的化工、冶金、建材、光学等行业的重要原材料,具有不可替代的战略地位。

萤石是不可再生资源。2025年底世界萤石总储量约3.3亿吨氟化钙,萤石资源主要分布在中国、墨西哥、南非、蒙古等,而日本、韩国、印度、欧盟、美国几乎少有萤石资源储量,形成结构性稀缺。其中,中国的萤石储量从8,600万吨上升至11,000万吨,占比居全球第一。

萤石资源全球分布

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我国萤石资源虽然占据优势,但在国际产业体系中的话语权与其资源地位并不匹配,尤其是高附加值的电子级萤石。这主要归结于我国萤石资源富矿少,贫矿多,资源禀赋普遍较差(平均品位仅34. 7%,品位大于65%的富矿占比不足10%)。而且单一型萤石矿床,数量多,储量少。单一萤石矿山的储采比仅约16年,优质资源保障能力严重不足。此外我国萤石资源开采过度,其储量约占全球的三分之一,而产量常年超过全球的60%。

高品位萤石块矿 来源:金石资源
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高品位萤石块矿 来源:金石资源

国内萤石需求逐年攀升,而资源保障能力持续下降,直接造成我国萤石进口量逐年增加。2025年我国萤石进口继续创历史新高,海关统计合计进口量191.7万吨,同比增长42.3%。

2021~2025年我国萤石进口量(单位:万吨)

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随着新一轮科技革命的到来,萤石的战略价值日益凸显。萤石及其下游的氟化工产业链已成为国家层面的战略竞争领域,关系到新能源、半导体、国防等核心产业的安全。而萤石资源安全早已亮起红灯,萤石危机值得深思。

参考资料:

刘禹博等.萤石生产高纯氢氟酸工艺研究进展

张必欣等.中国萤石资源形势分析及开发利用现状研究

冯胜波等.我国氟资源及产业发展现状、问题与对策

科创板日报、智通财经等