自貿易戰以來,美國一系列對芯片出口的管制,一時間,“卡脖子”話題引起了廣泛的討論。氦氣作為一種戰略性極高的氣體資源,也是芯片制造的重要環節,我國每年的需求量超過4000噸,但95%以上都依賴從美國、卡塔爾、澳大利亞等國進口。
為什么氦氣資源會影響芯片的制造呢?這就需要了解芯片的制造過程了
在制造芯片時要用到單晶硅,而制作這種材料需要把高純多晶硅放在石英坩堝中加熱,溫度維持在1400度左右。這么高的溫度,如果沒有氦氣保護,就很容易發生化學反應。所以,芯片制造離不開氦氣。上個月就有韓國媒體報道稱,由于氦氣供不應求,用于制造半導體的氦氣價格1年內就暴漲了44%。
氦氣的用途還不僅限于芯片制造行業,氦氣在航空航天方面,醫療行業,儀器檢測等都扮演著重要角色。
然而,全球的氦氣資源分布卻極不均衡,我國的氦氣資源長期以來一直依賴進口。根據美國地質調查局的估計,全球氦氣資源儲量約519億立方米,美國就有206億立方米,占比40%左右;而卡塔爾存有101億立方米,俄羅斯存有68億立方米;中國則少的可憐,僅存有11億立方米,占比約2%。
氦氣資源難以再生和回收,可謂越來越金貴,目前,卡塔爾已經成為全球第二大氦氣生產國家,產量占據全球近30%。由于中美競爭越發激烈,近年來我國已調整了氦氣進口來源——有60%以上的進口氦氣來自卡塔爾,將進口自美國的比例降至1/4左右。
表面上我國進口氦氣目前對美依賴不算高,看似不會被美國“卡脖子”,但其實還是存在隱患,事實上卡塔爾沒有自主開采技術,其開采設備大仍是依賴美國。
為了打破國外技術壟斷,國家重大科研裝備研制項目——“液氦到超流氦溫區大型低溫制冷系統研制”已經通過驗收,成果鑒定為“國際先進水平”。我國便成功填補了技術空白,研制出一套液化天然氣閃蒸汽低溫提氦裝置,這套裝置成功在寧夏鹽池實現商業化運營,年產20噸。
這套裝備不僅能夠用于氦氣資源開發,還是航空航天、氫能源儲運等領域及一批大科學裝置不可或缺的核心基礎。我們不僅可以在本土規模開采氦氣資源,也可以與卡塔爾、俄羅斯等氦氣資源較為豐富的國家合作,為我國氦氣安全“保駕護航”。