从矿产到芯片:解决半导体生产中关键矿物供应链风险

思源评车 2024-10-15 13:36:46

芝能智芯出品

半导体是现代经济中不可或缺的组成部分,广泛应用于智能手机、电脑、汽车、储能、医疗设备、军事和航空航天等多个领域。

半导体的生产高度依赖于几种关键矿物,如镓、锗、钯和硅。然而,这些矿物的供应链高度集中在少数几个国家,这给半导体产业带来了巨大的供应链风险。

为了确保半导体行业的安全和稳定,美国发布了一份简报《From Mine to Microchip Addressing Critical Mineral Supply Chain Risks in Semiconductor Production》,讲的是制定一套全面的政策,以激励私营部门投资于这些关键矿物的供应链。

Part 1

关键矿物及其供应链风险

主要包含镓、锗、钯和硅等几种昂矿物

● 镓:镓是生产高性能芯片(如GaN和GaAs芯片)的关键材料,广泛应用于高速电子设备、激光雷达传感器等领域。

中国生产了全球98%的镓,美国不生产镓,高度依赖进口。2023年8月,中国对镓实施了出口限制,对美国半导体行业造成了冲击。

● 锗:锗是高速晶体管和光纤电缆的关键材料,用于计算机处理器、红外探测器、通信系统和雷达系统。

中国占全球精炼锗产量的68%,美国从中国进口的锗占国内消费的一半以上。2023年,中国对锗实施出口限制后,锗价格大幅上涨。

● 钯:钯用于芯片的金属连接和镀层,确保芯片的可靠性和寿命。

俄罗斯是全球最大的钯金生产国,占全球产量的40%以上。2022年,美国从俄罗斯进口了35%的钯金。由于地缘政治紧张,钯金供应面临不确定性。

● 硅:硅是半导体制造中最常用的材料,用于制造硅晶片和集成电路。

中国占全球原硅产量的79%,占半导体所需超高纯度多晶硅的75%。日本和韩国在全球硅晶片制造中占多数,但高度依赖中国的硅原料。

Part 2

具体的政策建议

● 投资税收抵免 (ITC):激励私营部门在西方盟友国家进行矿物加工和精炼项目。为在澳大利亚、几内亚、秘鲁、南非等国设立精炼项目的公司提供税收抵免。这些国家拥有丰富的矿物资源,但目前的精炼能力有限。

● 研发实验:建立半导体专用关键矿物精炼技术的国家实验室。商务部应资助类似艾姆斯实验室的关键矿物创新中心,专注于半导体行业所需的矿物精炼技术。

● 补贴溢价:确保西方公司能够与中国的低成本生产竞争。美国政府应向半导体制造商提供直接补贴,以抵消从西方盟友采购关键矿物的溢价。这将激励芯片生产商从中国转向多元化供应链。

● DPA Title III 资金:扩大国防生产法第三章拨款的资格,支持关键矿物项目的开发,将更多资金用于确保镓、锗、钯和硅的供应链安全,特别是在澳大利亚、日本和欧盟成员国的项目。

这份报告列举了目标国家,可以合作的,我们也可以重点关注。

● 澳大利亚:拥有丰富的铝土矿和锌储量,但精炼能力有限。应鼓励在澳大利亚进行铝土矿和锌的精炼项目。

● 几内亚:拥有世界上最大的铝土矿储量,但大部分铝土矿出口到中国。应鼓励在几内亚设立精炼项目。

● 秘鲁:拥有丰富的锌储量,可以鼓励在秘鲁进行锌和锗的精炼项目。

● 南非:拥有丰富的钯金储量,但生产成本高,通过税收抵免和直接补贴鼓励在南非进行钯金开采项目。

● 巴西和挪威:应进一步支持硅生产,特别是通过DPA Title III基金和ITC。

小结

美国这次对于整个供应链环节是分布实施的,半导体关键矿物的供应链风险对经济和国家安全构成重大威胁,确保供应链的弹性和稳定性。

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