局势转变!因稀土危机,台积电在美半导体供应受阻引热议

一块指甲盖大小的半导体芯片,牵动着中美两国间最敏感的神经。最近,美国一些科技媒体纷纷指出,台积电在生产高端芯片时,因其含有来自中国的稀土元素,导致其顺利送往美国的过程不再如以前那般轻松。如今,繁琐的手续和延长的交期,让部分订单更是陷入了停滞。这不仅是技术新闻,实际上是在全球产业链下,底层规则正在迅速改变。

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事情的起因源于中国商务部所出台的一项规定:凡是产品中含有超过千分之一的中国稀土成分,或者与中国的加工工艺有关系,出口时都必须获得许可。14纳米及以下的逻辑芯片、256层及以上的存储芯片及其相关设备,皆需要逐一审核。军事用途的申请几乎不被批准,而半导体材料则需个案审查。这一新规让台积电无法坐视不理,其生产车间中的稀土元素并非摆设,而是制造过程中至关重要的材料。

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晶圆的抛光需要添加氧化铈,以便将其表面磨光至近乎镜面;光刻机的磁悬浮系统依赖含镝的磁体以稳住高速移动的平台;AI芯片用到的陶瓷电容器,也需要特定的稀土材料来承受高温高压。相关稀土提纯的环节,绝大多数掌握在中国手中。据美国地质调查局及智库的数据,全球重稀土的分离和精炼能力,中国占据了近97%。台积电的客户名单里则有苹果、英伟达、高通等大牌。尽管其在亚利桑那州的投资超过650亿美元,并已开始量产4纳米芯片,高纯度稀土却依旧需要从境外调源。若调货流程放缓,交付时间自然会被拖延,而这一问题不是台积电能够单独解决的。

要深入理解这一局势的复杂性,就必须明确稀土在半导体制造中所扮演的关键角色。抛光过程中的氧化铈是不可或缺的,光刻机中的强磁体同样依赖于稀土,AI芯片中的电容器也需要这些成分来增强耐受能力。尽管这些应用看似各自独立,但却共同证明稀土是整个制造工艺链中不可或缺的基本材料。在台积电的5纳米工艺中,稀土镧的含量已然超过了规定的限度,致使面向美国客户的高端芯片必须向中国政府申请出口许可。

不仅如此,中国在稀土方面的优势还体现在其资源储量以及深加工能力。根据美国地质调查局的统计,中国稀土储量占全球约40%,而真正具备影响力的是其庞大的加工能力,中国控制了全球约90%的稀土分离和加工流程,以及93%的磁体制作能力。在重稀土领域,该国更是占据了约97%的氧化物分离能力,其核心成分镝和铽则是确保高温环境下磁体性能的关键。中国通过不断研发和技术变革,建立了从稀土开采到材料制造的综合产业链,同时获得了两万多项专利,增强了竞争优势。

在美国对稀土监管措施加严之前的八个月,贸易数据清楚地反映了管制的效果:美国从中国进口的钇产品数量急剧下降,从333吨锐减至仅17吨。由此引发的短缺现象已开始显现,钇的价格已经累计上涨了60%,并且达到了之前同期价格的69倍。两家使用钇生产高温热障涂层的北美企业已因短缺停工,其中一家开始优先保障大客户,而拒绝中小及海外客户。

在美国亚利桑那州,台积电的投资无疑是其国际化布局的一次重大拓展,最初规划的一百二十亿美元,随新规实施后,投资已升至650亿美元。首座工厂已开始试产4纳米芯片,并雇佣了超过六千名员工。之后,台积电还计划建设第三座工厂,争取在2028年实现2纳米工艺量产。美国政府为此提供了百亿美元的补贴,以及数百亿美元的低息贷款,地方政府也通过减税等手段吸引相关供应企业聚集。

然而,作为美国半导体复兴的象征,台积电的工厂却面临意想不到的困境。根据供应链数据显示,亚利桑那工厂的稀土年消耗达三千吨,其中高纯铈和镧用于抛光工序,而这些材料的保质期极短,不能进行大量储存。报道称,该工厂的稀土库存仅够支撑三十天,其中高纯铽可用37天,高纯镝则为42天。面对稀土供应问题,台积电的高层表示,虽然短期内库存充足且可满足未来一至两年的需求,但长远来看仍存在隐忧。同时,他也承认正在寻求来自澳大利亚等地的替代供应,然而,考虑到这些地区的矿业尚未成熟,向替代渠道的转型仍需时日。

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