吉林
在半导体制造中，氦气扮演着不可或缺的角色，尚无可替代方案。
10月23日，美国能源部（DOE）宣布，能源部长克里斯·赖特已根据2020年《能源法案》将氦气指定为关键材料。此举推进了特朗普政府致力于使美国摆脱对外国关键材料依赖、加强国内制造业、支持美国就业以及保障对美国经济和国家安全至关重要的材料的承诺。
美国能源部长克里斯·赖特表示：“特朗普正在重振美国制造业，这意味着要确保我们拥有在美国再次生产所需的材料。氦气对于生产驱动我们经济发展的半导体和先进技术至关重要。通过将氦气指定为关键材料，我们正朝着保障供应链安全、创造美国就业机会以及确保美国在能源和技术创新领域保持世界领先地位迈出又一步。”
美国能源部关键材料清单
美国能源部认定，由于氦气在美国制造业中发挥着至关重要的作用，且面临日益增长的供应链风险，因此符合关键材料的法定定义。氦气独特的性质使其成为半导体生产不可或缺的原料，在许多关键应用中尚无可行的替代品。美国拥有丰富的富氦天然气储量，足以满足日益增长的工业需求。“美国能源部致力于加强，美国关键材料的供应链，这些材料对于经济和就业的持续增长、能源主导地位以及美国在半导体和系统集成等尖端技术领域的领先地位至关重要，”能源部助理部长奥黛丽·罗伯逊表示。
“在赖特部长的领导下，能源部正在采取果断行动，确保美国制造商能够可靠地获得他们所需的关键资源——氦气。”全球对氦气的需求增长速度超过了产量，这加剧了美国制造商的供应风险。尽管美国拥有丰富的氦气资源，但有限的提炼能力和漫长的审批流程仍然制约着美国的氦气生产。
氦气有多重要？
氦气是天然气生产过程中的副产品，通过低温蒸馏将其分离出来。
在半导体制造中，氦气扮演着不可或缺的角色，尚无可替代方案，广泛应用于晶圆冷却、光刻过程、泄漏检测等核心生产环节，直接关系到芯片制造的良率与稳定性。氦气对全球半导体制造至关重要，包括AI模型所需使用到的尖端芯片。它具有极佳的导热性能，非常适合快速冷却。
乔治城大学安全与新兴技术中心分析师Jacob Feldgoise指出，芯片制造商利用氦气冷却晶圆——即印有微型电子电路的硅盘。在蚀刻过程中，氦气被用于刮除沉积在晶圆上的材料，从而形成晶体管结构。
Feldgoise详细介绍称，“在蚀刻过程中，必须确保晶圆表面温度恒定。为此，必须能够将正在加工的晶圆上的热量导出。氦气是极佳的热导体。因此，芯片工厂会向晶圆背面吹送氦气，以加速散热并保持散热的一致性。”
韩国祥明大学半导体器件教授Jong-hwan Lee指出，在当前的半导体制造工艺中，尚无可行的替代物能取代氦气用于冷却晶圆的作用。
值得一提的是，医疗行业也会使用氦气为驱动磁共振成像仪的超导磁体提供冷却；航天工业则会利用氦气对火箭燃料箱进行吹扫，随着SpaceX和蓝色起源等公司发射任务的日益频繁，这一领域的应用需求预计也将持续增长。
氦气是制造光纤、武器弹药和电子元件的关键材料，在人工智能需求热潮中，其本就处于供不应求的状态，卡塔尔生产设施的生产中断无异于雪上加霜。
此前，半导体产业纵横曾发布《氦气、石脑油、光刻胶，半导体工厂的三大命门》，有兴趣的读者可以参阅。
氦气被纳入关键材料清单的直接导火索，是全球供应格局的急剧恶化。卡塔尔与俄罗斯是仅次于美国的全球两大氦气生产国，但两者的出口均已受到严重冲击。
全球只有少数国家生产氦气。美国是最大的生产国，去年氦气产量为8100万立方米。除卡塔尔和美国外，阿尔及利亚和俄罗斯也是主要的生产国，但俄罗斯供应此前也已因美国和欧盟制裁而受阻。美国地质调查局估计，美国地质储层中有85亿立方米可采氦气，而世界其他地区有313亿立方米。
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