美国高纯石英矿区遭飓风重创，全球半导体供应链将受冲击？

近日，美国东南部的佛罗里达州、弗吉尼亚州、北卡罗来纳州等多个州遭遇了飓风海伦妮（Helene）的袭击，至少造成了162人死亡，据称是过去50年来袭击美国本土的第二致命飓风。

在美国东部时间10月1日的一次简报会议上，白宫国土安全顾问利兹·舍伍德·兰德尔表示，截至当地时间周一下午，多达600人下落不明，其中一些人可能已经死亡。全美仍有超130万名用户断电。

需要指出的是，在海伦妮飓风的袭击下，北卡罗来纳州Spruce Pine（斯普鲁斯派恩）地区出现了超过 2 英尺（约61cm）的降雨，使得该地区遭遇了严重的洪水和破坏，并导致许多居民断电。而Spruce Pine地区也是全球重要的半导体原材料——高纯度石英矿所在地。因此，如果该地区的高纯石英生产中断，可能会影响全球半导体供应链。

△北卡罗来纳州Spruce Pine高纯石英矿区

目前在Spruce Pine地区采高纯石英的有两家公司：Sibelco North America 和 The Quartz Corp。

在飓风来临之前的9月26日，Sibelco和 The Quartz Corp 就停止了在当地的运营。

总部位于比利时的Sibelco公司的一位发言人表示，“飓风海伦妮对北卡罗来纳州产生了重大影响，Spruce Pine地区受到的打击尤其严重。飓风造成了大范围的洪水、停电、通信中断以及该地区关键基础设施的破坏。该地区的许多人，包括我们的员工及其家人，正面临流离失所和严重的破坏。现在确定该公司的高纯度石英生产设施是否受到影响还为时过早，因为它目前的重点是受风暴影响的当地人和家庭。”

△Sibelco公司的石英加工厂

值得注意的是，随着近年来全球半导体晶圆厂产能的持续扩建，也推动了上游半导体硅片供应商产能的扩张，这也导致了对于高纯石英需求的大幅增长。

为应对需求，Sibelco去年曾宣布投资 2 亿美元，将其Spruce Pine地区工厂的高纯度石英产能提高一倍，理由是市场对该产品的需求，其产品以 IOTA 品牌销售，目标是在 2024 年至 2027 年期间再投资 5 亿美元。

总部位于挪威的The Quartz Corp公司则在本周二的一份声明中表示，其正面临与洪水和电线倒塌有关的“多重挑战”。“我们不知道它们何时会重启。”The Quartz Corp在声明中写道。

由于严重的洪水造成当地道路无法通行、通信中断，因此目前很难评估两家石英开采公司 Sibelco 和 The Quartz Corp 的损坏程度。

值得一提的是，2008 年，Spruce Pine的高纯石英精炼厂发生的一场大火也导致高纯度石英的生产及对外供应中断，对于当时的半导体产业造成了一些的影响。此次海伦妮飓风的影响可能会更大。

不过，Sibelco表示，“如果这些操作可以在几周内（甚至一两个月）重新开始，那不会对全球半导体生产造成特别大的破坏。”

因为，半导体硅片厂商通常会有一些高纯石英库存以及半导体硅片成品库存。但是这些库存会可能在数个月内消耗殆尽。如果届时Spruce Pine的高纯石英仍无法恢复供应，则将会直接影响全球半导体供应链。

半导体分析机构Semianalysis的数据显示，目前半导体硅片大厂Sumco的库存水平在250天左右，环球晶圆和Siltronic均约为90天左右。因此，该分析机构认为，如果3个月内Spruce Pine地区的高纯石英供应能够恢复，则将不会对于半导体供应链造成影响。

高纯石英与半导体行业有何关系？

芯片从诞生发展至今经历了不断的迭代升级，唯有一种主要材料没有发生变化，即半导体硅片。

而半导体硅片的制造，就需要用到“石英”作为原料，通过将其中的硅元素加以纯化，制成高纯度的硅晶棒，切片之后制成半导体硅片。

由于半导体硅片对于纯度要求极高，因此其对于原料的纯度要求也是非常的高，通常需要“高纯石英”作为原料，杂质的纯度必须低于10ppm，这意味着其二氧化硅含量应做到99.999%（5N）或99.998%（4N8）以上。此外，高纯石英也被用于精密光学玻璃以及光伏、照明等产业。

而高纯石英材料的价格通常也是中低品味石英材料的10倍以上。

显然，天然砂当中的石英砂虽然可以作为半导体硅片的制造材料，但是却并不是所有的“石英”都能作为半导体硅片的制造材料。

高纯石英砂市场格局

根据现有资料显示，全球高纯石英原料矿床主要分布于美国、挪威、澳大利亚、俄罗斯、毛里塔尼亚、中国、加大等7个国家。除中国外，共有14处矿床，其中，在生产当中矿山有7处，尚未开采生产的7处。其中，美国Spruce Pine矿区的高纯石英原料资源规模最大，超过1000万吨。

美国Spruce Pine矿区也是世界上纯度最高、出货量最大的石英矿，该地区的矿床不仅规模大，而且杂质少（几乎不含镁铁质矿物），矿石质量稳定。目前，主要由Sibelco 和 The Quartz Corp公司开采。许多半导体硅片制造商也坚持使用pruce Pine矿区的高纯石英，因为较少的杂质可以保证晶圆本身的纯度，从而达到理想的电导率。

凭借Spruce Pine矿区，目前美国也是全球最大高纯石英出口国。数据显示，这两家美国高纯石英供应商占了整个亚太地区高纯石英砂市场份额的近80%。

由于高纯石英原料矿床极为稀缺，21世纪初以来世界各国加大找矿勘查和矿石可利用性评价，发现了十多处高纯石英原料矿床，但尚未有对其进行综述性的研究。我国硅质资源丰富，但大部分矿床被作为普通硅石矿，用于普通玻璃、石材、建筑用砂等。国内每年需从他国进口大量高纯石英砂、原料矿石及高端石英制品。

江苏太平洋石英（石英股份）是国内为数不多的高纯石英供应商之一。太平洋石英位于中国最大的石英砂产区连云港，控制着中国最大的高纯石英砂产量。此外，太平洋石英不断通过东京电子的扩散和蚀刻石英材料认证，也通过了Lam research的蚀刻石英认证。由于半导体需求的不断扩大，太平洋石英还计划在2022年完成6000吨/年半导体石英产品的产能扩张。

不过，总体来说，包括我国在内，目前全球半导体硅片制造所使用的高纯石英砂，主要还是依赖于从美国等国进口。因此，此次如果此次美国Spruce Pine矿区的高纯石英供应长时间中断，必然会影响全球半导体产业。

编辑：芯智讯-浪客剑