美國高純石英礦區遭颶風重創，全球半導體供應鏈將受沖擊？

近日，美國東南部的佛羅里達州、弗吉尼亞州、北卡羅來納州等多個州遭遇了颶風海倫妮（Helene）的襲擊，至少造成了162人死亡，據稱是過去50年來襲擊美國本土的第二致命颶風。

在美國東部時間10月1日的一次簡報會議上，白宮國土安全顧問利茲·舍伍德·蘭德爾表示，截至當地時間周一下午，多達600人下落不明，其中一些人可能已經死亡。全美仍有超130萬名用戶斷電。

需要指出的是，在海倫妮颶風的襲擊下，北卡羅來納州Spruce Pine（斯普魯斯派恩）地區出現了超過 2 英尺（約61cm）的降雨，使得該地區遭遇了嚴重的洪水和破壞，并導致許多居民斷電。而Spruce Pine地區也是全球重要的半導體原材料——高純度石英礦所在地。因此，如果該地區的高純石英生產中斷，可能會影響全球半導體供應鏈。

△北卡羅來納州Spruce Pine高純石英礦區

目前在Spruce Pine地區采高純石英的有兩家公司：Sibelco North America 和 The Quartz Corp。

在颶風來臨之前的9月26日，Sibelco和 The Quartz Corp 就停止了在當地的運營。

總部位于比利時的Sibelco公司的一位發言人表示，“颶風海倫妮對北卡羅來納州產生了重大影響，Spruce Pine地區受到的打擊尤其嚴重。颶風造成了大范圍的洪水、停電、通信中斷以及該地區關鍵基礎設施的破壞。該地區的許多人，包括我們的員工及其家人，正面臨流離失所和嚴重的破壞。現在確定該公司的高純度石英生產設施是否受到影響還為時過早，因為它目前的重點是受風暴影響的當地人和家庭。”

△Sibelco公司的石英加工廠

值得注意的是，隨著近年來全球半導體晶圓廠產能的持續擴建，也推動了上游半導體硅片供應商產能的擴張，這也導致了對于高純石英需求的大幅增長。

為應對需求，Sibelco去年曾宣布投資 2 億美元，將其Spruce Pine地區工廠的高純度石英產能提高一倍，理由是市場對該產品的需求，其產品以 IOTA 品牌銷售，目標是在 2024 年至 2027 年期間再投資 5 億美元。

總部位于挪威的The Quartz Corp公司則在本周二的一份聲明中表示，其正面臨與洪水和電線倒塌有關的“多重挑戰”。“我們不知道它們何時會重啟。”The Quartz Corp在聲明中寫道。

由于嚴重的洪水造成當地道路無法通行、通信中斷，因此目前很難評估兩家石英開采公司 Sibelco 和 The Quartz Corp 的損壞程度。

值得一提的是，2008 年，Spruce Pine的高純石英精煉廠發生的一場大火也導致高純度石英的生產及對外供應中斷，對于當時的半導體產業造成了一些的影響。此次海倫妮颶風的影響可能會更大。

不過，Sibelco表示，“如果這些操作可以在幾周內（甚至一兩個月）重新開始，那不會對全球半導體生產造成特別大的破壞。”

因為，半導體硅片廠商通常會有一些高純石英庫存以及半導體硅片成品庫存。但是這些庫存會可能在數個月內消耗殆盡。如果屆時Spruce Pine的高純石英仍無法恢復供應，則將會直接影響全球半導體供應鏈。

半導體分析機構Semianalysis的數據顯示，目前半導體硅片大廠Sumco的庫存水平在250天左右，環球晶圓和Siltronic均約為90天左右。因此，該分析機構認為，如果3個月內Spruce Pine地區的高純石英供應能夠恢復，則將不會對于半導體供應鏈造成影響。

高純石英與半導體行業有何關系？

芯片從誕生發展至今經歷了不斷的迭代升級，唯有一種主要材料沒有發生變化，即半導體硅片。

而半導體硅片的制造，就需要用到“石英”作為原料，通過將其中的硅元素加以純化，制成高純度的硅晶棒，切片之后制成半導體硅片。

由于半導體硅片對于純度要求極高，因此其對于原料的純度要求也是非常的高，通常需要“高純石英”作為原料，雜質的純度必須低于10ppm，這意味著其二氧化硅含量應做到99.999%（5N）或99.998%（4N8）以上。此外，高純石英也被用于精密光學玻璃以及光伏、照明等產業。

而高純石英材料的價格通常也是中低品味石英材料的10倍以上。

顯然，天然砂當中的石英砂雖然可以作為半導體硅片的制造材料，但是卻并不是所有的“石英”都能作為半導體硅片的制造材料。

高純石英砂市場格局

根據現有資料顯示，全球高純石英原料礦床主要分布于美國、挪威、澳大利亞、俄羅斯、毛里塔尼亞、中國、加大等7個國家。除中國外，共有14處礦床，其中，在生產當中礦山有7處，尚未開采生產的7處。其中，美國Spruce Pine礦區的高純石英原料資源規模最大，超過1000萬噸。

美國Spruce Pine礦區也是世界上純度最高、出貨量最大的石英礦，該地區的礦床不僅規模大，而且雜質少（幾乎不含鎂鐵質礦物），礦石質量穩定。目前，主要由Sibelco 和 The Quartz Corp公司開采。許多半導體硅片制造商也堅持使用pruce Pine礦區的高純石英，因為較少的雜質可以保證晶圓本身的純度，從而達到理想的電導率。

憑借Spruce Pine礦區，目前美國也是全球最大高純石英出口國。數據顯示，這兩家美國高純石英供應商占了整個亞太地區高純石英砂市場份額的近80%。

由于高純石英原料礦床極為稀缺，21世紀初以來世界各國加大找礦勘查和礦石可利用性評價，發現了十多處高純石英原料礦床，但尚未有對其進行綜述性的研究。我國硅質資源豐富，但大部分礦床被作為普通硅石礦，用于普通玻璃、石材、建筑用砂等。國內每年需從他國進口大量高純石英砂、原料礦石及高端石英制品。

江蘇太平洋石英（石英股份）是國內為數不多的高純石英供應商之一。太平洋石英位于中國最大的石英砂產區連云港，控制著中國最大的高純石英砂產量。此外，太平洋石英不斷通過東京電子的擴散和蝕刻石英材料認證，也通過了Lam research的蝕刻石英認證。由于半導體需求的不斷擴大，太平洋石英還計劃在2022年完成6000噸/年半導體石英產品的產能擴張。

不過，總體來說，包括我國在內，目前全球半導體硅片制造所使用的高純石英砂，主要還是依賴于從美國等國進口。因此，此次如果此次美國Spruce Pine礦區的高純石英供應長時間中斷，必然會影響全球半導體產業。

編輯：芯智訊-浪客劍