文 | 南七道

卡塔尔天然气运输路线(南七道制图)
" 一旦某个微小的材料的供应出问题,芯片整个生产流程会受影响 "。光刻机巨头阿斯麦原 CEO Peter Wennink 说," 芯片制造依赖非常复杂的材料和设备供应链,这种先进制造对工业气体、光刻胶和超纯材料的依赖,远高于公众想象。"
现在这句话应验了。美国和伊朗战争打响后,很多人首先关注的是石油、天然气和航运安全。但在芯片产业,氦气供应正在受到冲击。这种影响会传导到 AI 芯片和消费电子产品,导致销售价格大涨。
中东是全球氦气主要产地。
氦气在芯片制造中,非常关键的一环。晶圆制造需要稳定的环境。氦气常被用于设备冷却,它导热性能极高,能瞬间带走设备产生的热量。由于分子小、扩散速度快,能发现极其细微的泄漏。在等离子蚀刻和光刻设备中,氦气还用于稳定气体环境,纯度要求在 99.999%,全球只有极少数国家能供应。
氦气是天然气生产的副产品,全球氦气年产量约 1.9 亿立方米左右,供应主要集中在少数四五个国家:美国第一,占全球 40%。中东卡塔尔占 30%,地位非常关键。阿尔及利亚约 10%。剩余部分来自俄罗斯等国家,但俄乌战争后,产能受到巨大影响。
战争打响后,卡塔尔的天然气生产设施受到威胁,氦气提取装置间歇性停工。同时,卡塔尔天然气出口,全部通过霍尔木兹海峡运输出去,而现在这里是中东冲突中最敏感的位置,没有之一。任何航运风险、保险费用飙升或运输中断,都可能迫使生产商减少产量。历史上有过类似情况。2017 年卡塔尔外交危机期间,该国氦气出口短暂停止,全球供应一度减少约 25%,价格迅速上涨,一些科研机构甚至暂停实验。
现在价格水涨船高。工业级高纯氦气,从平时的 450 到 650 美元每千立方英尺,现在现货价格上涨到 700 到 900 美元。如果供应继续紧张,价格可能到 1000 美元。
虽然芯片企业大多通过长期合同采购氦气,短期不会立刻停产,但成本上升会影响到出厂价格。晶圆厂每天消耗大量工业气体,包括氦、氮、氩等,氦气虽然占比不高,但一旦供应不足,生产就会受到影响。
半导体利润最高的产品,是 AI 芯片和数据中心相关芯片。AI 训练 GPU 价格可能达到 3 万美元,而普通手机芯片价格只有几十美元。面对材料限制,晶圆厂会优先保证 AI 芯片生产,而不是消费电子产品。
美国科技分析师 Ben Bajarin 在社交媒体提到," 半导体产业的关键风险往往来自上游材料,而不是最终产品。许多电子产品供应链看似全球化,但核心材料供应却非常集中,一旦某个地区发生地缘政治冲突,价格和供应都会迅速波动。"
AI 芯片需求的增长,进一步放大了这种结构。由于数据中心算力需求爆炸性增长,AI 模型训练需要大量高性能 GPU 和高带宽内存。某些 GPU 价格从上市初期的 2.5 万美元上涨到 3.5 万美元以上,而服务器内存价格也持续上升。与此同时,消费电子芯片存在库存周期,价格上涨较慢。如果氦气等供应出现波动,资源优先供应 AI 产业。
所以说,AI 并不是纯粹的软件革命。人工智能依赖算力,而算力依赖芯片,芯片依赖晶圆厂,而晶圆厂本质上是高度复杂的工业设施。一座先进晶圆厂投资往往超过 200 亿美元,需要稳定电力、超纯水和各种工业气体。制造一片先进芯片可能需要上千道工序和数月时间。一个大型 AI 数据中心的耗电量可以达到数百兆瓦,相当于一个中型城市的电力需求。
AI 产业本质上就是一种新的重工业体系。人工智能看起来是最前沿的数字技术,但它的基础依然是传统工业体系。算力来自芯片,芯片来自晶圆厂,而晶圆厂依赖能源和材料供应。算力背后包括代码和算法,还有能源、矿产、气体和制造能力。关键材料供应集中在少数国家和企业手中,例如光刻设备、特种气体和高纯硅材料。任何地缘战争冲突,都可能在某个环节影响这条链条。
美国和伊朗的战争,看似是石油能源危机,最后可能通过氦气供应这个环节,影响到全球芯片生产,再通过芯片影响全球 AI 算力。这种看似不起眼的气体,都可能成为科技产业意想不到的一个瓶颈。
AI 的竞争不仅仅是算法和软件的竞争,也是资源和工业能力的竞争。关注算力革命的同时,也要关注背后看不见的材料与能源。氦气只是其中一个例子。未来的 AI 世界不仅属于代码,也属于矿产、能源和工业体系。


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