A fabricação de semicondutores de última geração enfrenta uma escassez de dióxido de carbono (CO2) de alta pureza, um produto químico essencial indispensável na produção de chips. Anteriormente, a indústria tinha acabado de sofrer o impacto da contração da oferta de hexafluoreto de tungstênio (WF6). Agora, o segundo material-chave, CO2, também passou por uma potencial crise de abastecimento, gerando preocupações no mercado sobre o estreitamento da capacidade de produção de processos avançados nos próximos meses.

O relatório citou a mídia sul-coreana "The Elec" dizendo que a produção de matéria-prima de CO2 diminuiu nas principais refinarias e unidades petroquímicas devido às taxas operacionais mais baixas das empresas petroquímicas coreanas e à contínua incerteza sobre as perspectivas de fornecimento de petróleo bruto no Oriente Médio. O CO2 bruto é geralmente gerado como subproduto em refinarias, plantas petroquímicas e indústrias de produção de hidrogênio. Portanto, as flutuações na produção de petróleo bruto e de produtos químicos a montante afetam diretamente o fornecimento de CO2 de alta pureza a jusante.

Na fabricação avançada de semicondutores, o CO2 de alta pureza é usado principalmente em processos críticos de limpeza. Ele pode dissolver resíduos e contaminantes na superfície do wafer na forma líquida ou soprar pequenas partículas embutidas nas profundezas da estrutura do chip na forma de gás. Esta característica dos efeitos de dissolução e remoção torna o CO2 um meio essencial para garantir a limpeza da superfície e estrutura do wafer e para melhorar o rendimento e a confiabilidade.

Um responsável por um fornecedor de gás disse sem rodeios ao “The Elec” que a situação actual das matérias-primas não consegue satisfazer as necessidades de todos os clientes: “Não podemos fornecer a quantidade que os clientes pretendem porque as próprias matérias-primas não são suficientes”. Ele também disse que quase não existem formas realistas e viáveis ​​de aumentar rapidamente a produção de CO2 no curto prazo. Neste contexto, os fabricantes de semicondutores a jusante começaram a consumir inventário e a redundância de segurança em cada elo da cadeia de abastecimento foi continuamente comprimida.

O relatório apontou que os principais fabricantes coreanos de chips, como Samsung Electronics e SK Hynix, geralmente mantêm estoques de CO2 por pelo menos duas semanas, mas em meio a essa oferta restrita, seus estoques de CO2 de alta pureza caíram abaixo da linha de segurança de cerca de um mês no total. Atualmente, a Samsung consome cerca de 1.800 a 2.000 toneladas de CO2 de alta pureza por mês, enquanto a SK Hynix consome de 600 a 700 toneladas por mês. Dada a forte demanda global por memória de alta largura de banda (HBM) e 3D NAND, esses consumos são difíceis de compactar facilmente.

Embora as linhas de produção de wafers das duas empresas ainda estejam operando de forma estável, especialistas da indústria alertam que se a escassez de CO2 durar muito tempo, poderá ter um impacto substancial na capacidade de produção de chips para embalagens de alta qualidade. No contexto de um aumento acentuado na procura global de poder de computação de inteligência artificial, uma vez que a oferta de embalagens avançadas e chips de memória for forçada a diminuir, os preços dos chips poderão subir ainda mais, o que será transmitido a toda a indústria tecnológica através de terminais como servidores, PCs e dispositivos móveis.

A oferta restrita de CO2 desta vez é consistente com a situação anterior do gás WF6, que fez com que a produção de gás relacionada do Japão estivesse perto de uma paralisação devido à redução das exportações de matérias-primas de tungstênio pela China. As sucessivas flutuações no fornecimento de materiais essenciais realçaram a realidade de que a produção avançada de semicondutores é altamente dependente de produtos químicos complexos e de energia a montante. Também expôs os elos fracos da cadeia de abastecimento global de chips em termos de diversificação de fontes de matérias-primas e cobertura de riscos regionais. A indústria prevê que se a situação do petróleo bruto no Médio Oriente não puder ser esclarecida o mais rapidamente possível e as taxas de refinação e de operação química da Coreia do Sul forem difíceis de recuperar, a escassez de CO2 de alta pureza poderá evoluir de um problema local para um risco sistémico que afectará a capacidade mundial de produção avançada e de produção de embalagens.