全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)陷材料資源困局

文 | 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫

半導(dǎo)體是現(xiàn)代電子設(shè)備的“大腦”，從智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心到電動(dòng)汽車、人工智能，乃至國(guó)防軍工，幾乎所有高附加值、高成長(zhǎng)性的賽道，都建立在指甲蓋大小、卻集成數(shù)百億顆晶體管的芯片之上。然而，當(dāng)全球目光聚焦于EUV光刻機(jī)、3nm制程、GAA（環(huán)繞柵極）晶體管等“塔尖”突破時(shí)，卻鮮有人意識(shí)到：真正可能讓萬(wàn)億級(jí)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)“窒息”的，并非尖端設(shè)備，而是那些看似“不起眼”的原材料——高純硅、鎵、銦、鍺、鎢、稀有氣體、特種化學(xué)品……它們就像空氣和水，平日無(wú)人喝彩，一旦“斷供”，再先進(jìn)的晶圓廠也會(huì)在頃刻間淪為“沉默的巨獸”。

隨著科技博弈持續(xù)升級(jí)、地緣沖突此起彼伏、AI算力需求呈指數(shù)級(jí)爆發(fā)，半導(dǎo)體原材料“黑天鵝”成群而至：鎵價(jià)暴漲，鍺刷新14年價(jià)格紀(jì)錄，磷化銦“一片難求”，六氟化鎢（WF6）即將漲價(jià)，ABF載板關(guān)鍵玻纖布供給短缺……“缺芯”尚未完全緩解，“缺料”又接踵而至。

隨著半導(dǎo)體需求激增（麥肯錫預(yù)測(cè)該產(chǎn)業(yè)到2030年將達(dá)到萬(wàn)億美元規(guī)模），材料采購(gòu)已從后臺(tái)任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)閲?guó)家安全和競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵部分。當(dāng)前，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正面臨多品類原材料短缺的集體困境，供需失衡、政策調(diào)控與技術(shù)壁壘交織，不僅推高產(chǎn)業(yè)鏈成本，更重塑著全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的格局。

01 核心半導(dǎo)體材料的供需困局多品類齊陷短缺， 美國(guó)面臨“缺鎵”困境

近日，美國(guó)“大西洋理事會(huì)”發(fā)布報(bào)告指出，在中國(guó)宣布對(duì)金屬鎵及相關(guān)物項(xiàng)實(shí)施出口管制后，美國(guó)正面臨“缺鎵”困境，目前其試圖通過(guò)“廢物制鎵”技術(shù)，回收美國(guó)國(guó)內(nèi)工業(yè)體系中已流通的鎵以緩解短缺。

鎵的砷化物、銻化物、磷化物等化合物具備優(yōu)異半導(dǎo)體性能，是電子設(shè)備、激光器、微波發(fā)生器及場(chǎng)致發(fā)光器件等固體裝置的關(guān)鍵材料。

從產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，鎵的供應(yīng)存在天然瓶頸。其一，鎵無(wú)天然純金屬礦，需從鋁土礦、鋅礦冶煉副產(chǎn)品中提取，產(chǎn)能直接依賴上游鋁、鋅產(chǎn)業(yè)規(guī)模；其二，全球鎵儲(chǔ)量分布失衡，據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）數(shù)據(jù)，全球金屬鎵儲(chǔ)量約27.93萬(wàn)噸，中國(guó)以19萬(wàn)噸（占比約68%）居首，而美國(guó)儲(chǔ)量?jī)H0.45萬(wàn)噸，不足中國(guó)的1/40；其三，中國(guó)憑借鋁產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢(shì)與成熟提取技術(shù)，貢獻(xiàn)了全球絕大部分鎵產(chǎn)量，也是目前唯一具備鎵全產(chǎn)業(yè)鏈能力的國(guó)家。

中國(guó)出口管制已對(duì)全球鎵市場(chǎng)產(chǎn)生直接影響。歐洲市場(chǎng)鎵現(xiàn)貨價(jià)格已飆升40%以上，不僅導(dǎo)致交貨周期延長(zhǎng)，還迫使芯片晶圓廠縮減庫(kù)存、優(yōu)先保障關(guān)鍵項(xiàng)目生產(chǎn)。由于許可證獲批前相關(guān)貨物無(wú)法離境，賣家需等待審批，部分買家已開(kāi)始動(dòng)用現(xiàn)有庫(kù)存。

美國(guó)對(duì)中國(guó)鎵的依賴度極高，其幾乎所有低純度鎵、大部分高純度鎵均從中國(guó)進(jìn)口。目前美國(guó)僅紐約一家工廠具備能力，可將進(jìn)口原料及半導(dǎo)體廢料升級(jí)為高純度鎵金屬。該能力雖關(guān)鍵，但規(guī)模有限，無(wú)法保障戰(zhàn)爭(zhēng)物資供應(yīng)鏈免受沖擊；在中國(guó)實(shí)施出口許可證制度后，美國(guó)買家除消耗自身少量庫(kù)存外，暫無(wú)其他后備供應(yīng)渠道。

AI糧草告急，磷化銦短缺沖擊產(chǎn)業(yè)鏈

銦是電子產(chǎn)品、太陽(yáng)能電池、國(guó)防軍事、航空航天、核工業(yè)及現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)等眾多領(lǐng)域不可或缺的關(guān)鍵材料。例如，銦是制造新一代銅銦鎵硒（CIGS）太陽(yáng)能電池、電腦芯片和銦錫氧化物（ITO）的核心材料，極少的量便可極大地改善產(chǎn)品性能。當(dāng)前，受AI高速運(yùn)算對(duì)核心原材料磷化銦的需求爆發(fā)影響，磷化銦已出現(xiàn)嚴(yán)重短缺，下游買家甚至表示“有多少料就收多少，價(jià)格不是問(wèn)題”。目前磷化銦庫(kù)存已降至低位，部分廠商已進(jìn)入減停產(chǎn)狀態(tài)。

英偉達(dá)在GTC 2025大會(huì)上重磅發(fā)布新一代交換機(jī)Quantum-X，該產(chǎn)品主打800G與1.6T高速數(shù)據(jù)傳輸場(chǎng)景，核心依賴先進(jìn)硅光技術(shù)。而在硅光技術(shù)體系中，外置光源激光器是關(guān)鍵組件，磷化銦正是制造高速光芯片的核心材料，進(jìn)一步加劇了其需求缺口。據(jù)全產(chǎn)業(yè)鏈研究分析，數(shù)據(jù)中心光模塊正加速向1.6T/3.2T迭代，其帶寬需求是現(xiàn)有800G模塊的4倍，磷化銦調(diào)制器與接收器成為突破性能瓶頸的關(guān)鍵，直接引發(fā)市場(chǎng)搶購(gòu)潮。

從銦的分布看，全球銦資源整體儲(chǔ)量較小，主要集中在中國(guó)、秘魯、美國(guó)、加拿大和俄羅斯等國(guó)家，其中中國(guó)儲(chǔ)量最高，而且我國(guó)是全球最大的銦生產(chǎn)國(guó)。中國(guó)自實(shí)施銦出口限制后，國(guó)際市場(chǎng)報(bào)價(jià)不斷上漲。此外，磷化銦生產(chǎn)高度依賴日本住友、美國(guó)AXT等企業(yè)的技術(shù)專利，國(guó)內(nèi)產(chǎn)能釋放滯后。此外，磷化銦襯底擴(kuò)產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá)2-3年，而國(guó)內(nèi)頭部企業(yè)如云南鍺業(yè)，當(dāng)前磷化銦晶圓產(chǎn)能僅15萬(wàn)片/年（規(guī)格2-4英寸），遠(yuǎn)低于全球每年200萬(wàn)片的需求規(guī)模，缺口顯著。

低軌衛(wèi)星與AI算力驅(qū)動(dòng)，鍺價(jià)格創(chuàng)14年新高

受中國(guó)關(guān)鍵金屬出口限制、美國(guó)本土礦場(chǎng)封禁的供給端沖擊，疊加紅外軍工、AI算力等領(lǐng)域的需求爆發(fā)，金屬鍺價(jià)格在2025年8月創(chuàng)下14年來(lái)新高，供需缺口持續(xù)擴(kuò)大。

2023年1月3日，鍺錠均價(jià)為7950元/千克（約合1100美元/千克）。截至2025年8月25日，鹿特丹現(xiàn)貨價(jià)格已漲至4999美元/千克，較2023年初漲幅超350%，且2025年年內(nèi)漲幅達(dá)67%。

一方面供給受限：中國(guó)鍺出口管制導(dǎo)致全球流通量減少25%，美國(guó)封礦政策也減少了全球鍺的供給。2024年下半年，美國(guó)為保障本土關(guān)鍵礦產(chǎn)安全，出臺(tái)了《稀有金屬戰(zhàn)略儲(chǔ)備法案》，明確暫停蒙大拿州伯克利礦、愛(ài)達(dá)荷州斯廷斯山礦等四座鍺礦的開(kāi)采許可，這些礦場(chǎng)此前每年貢獻(xiàn)全球6%的鍺產(chǎn)量，約9噸左右，減少了全球鍺的供給。另一方面需求爆發(fā)：低軌衛(wèi)星、AI算力、紅外軍工等領(lǐng)域?qū)︽N的需求增速超預(yù)期，而全球鍺錠年產(chǎn)量?jī)H150噸左右，供需缺口較大。

六氟化鎢漲價(jià)70%-90%，沖擊芯片制造環(huán)節(jié)

鎢的化合物六氟化鎢（WF?）是芯片制造的“連接劑”，在化學(xué)氣相沉積（CVD）工藝中，六氟化鎢在沉積機(jī)腔室內(nèi)與等離子體、氫氣反應(yīng)生成金屬鎢，用于覆蓋晶圓通道的孔洞與縫隙，是邏輯芯片、DRAM及3D NAND生產(chǎn)的必需材料。

當(dāng)前，六氟化鎢正面臨“成本傳導(dǎo)型漲價(jià)”。上游鎢價(jià)翻倍：中國(guó)占據(jù)全球80%以上的鎢開(kāi)采與加工能力，2025年2月實(shí)施出口許可證政策后，鎢價(jià)持續(xù)飆升，截至9月初，鎢礦石價(jià)格較年初上漲95%至28萬(wàn)元/噸，APT（仲鎢酸銨）價(jià)格上漲90%以上至40萬(wàn)元/噸。下游氣體廠商提價(jià)：韓國(guó)SK Specialty、Foosung等氣體生產(chǎn)商已通知三星、SK海力士等芯片廠商，2026年六氟化鎢價(jià)格將上漲70%-90%；日本廠商更以匯率不利為由，提價(jià)幅度達(dá)90%。

行業(yè)人士指出，六氟化鎢價(jià)格上漲并非暫時(shí)的沖擊，而是表明供應(yīng)鏈發(fā)生了根本性變化。鎢資源的戰(zhàn)略屬性提升，供應(yīng)鏈安全優(yōu)先于成本控制，未來(lái)價(jià)格或維持高位。

PCB上游材料：AI服務(wù)器驅(qū)動(dòng)，高端載板材料缺貨持續(xù)

全球AI基礎(chǔ)設(shè)施需求暴增，不僅拉動(dòng)芯片與服務(wù)器需求，更傳導(dǎo)至PCB（印制電路板）上游，制造高端載板（如ABF載板，用于先進(jìn)芯片封裝）所需的T-Glass玻璃布、石英布、低膨脹系數(shù)（Low CTE）玻纖布供應(yīng)緊張，成為電子業(yè)新的“缺貨焦點(diǎn)”。

缺貨的原因在于“技術(shù)壟斷+需求激增”。高端玻璃布、石英布等材料技術(shù)門檻高，主要由日韓臺(tái)企業(yè)（如日本日東電工、臺(tái)灣臺(tái)玻）壟斷，擴(kuò)產(chǎn)周期長(zhǎng)；AI服務(wù)器對(duì)高端載板的需求同比增幅超50%，而供給端短期難以匹配。

欣興董事長(zhǎng)曾子章指出，目前高階CCL(銅箔基板)缺料比較具有挑戰(zhàn)，大約未來(lái)半年是缺料的高峰期，但自26Q3開(kāi)始，缺口有望快速收斂；同時(shí)，隨著產(chǎn)品不斷創(chuàng)新，材料、工具、設(shè)備也會(huì)變革，其中載板所需的高階玻璃布、石英布、LoW CTE等缺貨預(yù)期還要一年左右。PCB龍頭臻鼎集團(tuán)營(yíng)運(yùn)長(zhǎng)李定轉(zhuǎn)表示，2026年上游材料對(duì)載板出貨影響最為關(guān)鍵，同時(shí)預(yù)估2026年載板增長(zhǎng)力度強(qiáng)，2027年將是高峰，高階載板有望供不應(yīng)求；而B(niǎo)T載板缺料將影響26Q1 BT載板出貨，隨著相關(guān)材料到位，26Q2 BT載板出貨有望恢復(fù)放量。

02“缺料”背后原因何在？

當(dāng)前全球半導(dǎo)體材料短缺并非單一因素導(dǎo)致，而是政策調(diào)控、供應(yīng)瓶頸與需求爆發(fā)三者交織的結(jié)果，形成“三重?cái)D壓”格局。

政策端，各國(guó)將半導(dǎo)體材料納入“國(guó)家安全資產(chǎn)”，通過(guò)出口管制、戰(zhàn)略儲(chǔ)備等政策限制流通，直接壓縮全球供給。2024年12月，中國(guó)發(fā)布公告加強(qiáng)鎵、鍺等兩用物項(xiàng)對(duì)美出口管制，2025年2月實(shí)施銦出口限制，3月進(jìn)一步收緊鎵管制（延長(zhǎng)審批周期、建立全鏈條追溯系統(tǒng)），直接減少全球核心材料流通量；同時(shí)，《礦產(chǎn)資源法》禁止小礦亂采，八部門《有色金屬行業(yè)穩(wěn)增長(zhǎng)工作方案》強(qiáng)化稀有金屬戰(zhàn)略定位，從源頭控制產(chǎn)能。而美國(guó)出臺(tái)《稀有金屬戰(zhàn)略儲(chǔ)備法案》，暫停國(guó)內(nèi)鍺礦開(kāi)采以儲(chǔ)備資源；推動(dòng)“廢物制鎵”回收技術(shù)，試圖擺脫對(duì)中國(guó)鎵的依賴，但回收量短期內(nèi)難以填補(bǔ)缺口；日本、韓國(guó)等也在加強(qiáng)稀有金屬儲(chǔ)備，全球材料供應(yīng)鏈從“全球化分工”轉(zhuǎn)向“區(qū)域化自主”，進(jìn)一步加劇短缺。

供給端，鎵、銦、鍺等金屬材料沒(méi)有“獨(dú)立礦”，全部寄生在鋁、鋅、銅的冶煉流程里；新建1萬(wàn)噸電解鋁產(chǎn)能至少需要一年時(shí)間，配套鎵產(chǎn)線再加12個(gè)月，而AI算力需求半年就能翻番。礦山、冶煉、提純層層疊Buff，任何一級(jí)卡殼，整條鏈就“心跳驟停”。

需求端，AI、5G、新能源汽車、低軌衛(wèi)星、量子計(jì)算等新興領(lǐng)域的“集體爆發(fā)”，對(duì)半導(dǎo)體材料的需求從“線性增長(zhǎng)”轉(zhuǎn)向“指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)”。1.6T/3.2T光模塊迭代推動(dòng)磷化銦需求激增，AI算力中心對(duì)鍺基紅外器件、鎢基連接材料的需求同步擴(kuò)張；全球5G基站建設(shè)年消耗大量鎵材料；低軌衛(wèi)星星座（如星鏈）、雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)鍺等材料的需求剛性，進(jìn)一步加劇民用市場(chǎng)的短缺。

03 缺貨潮的連鎖影響：從成本上漲到全球產(chǎn)業(yè)鏈重構(gòu)

半導(dǎo)體原材料短缺并非孤立事件，而是引發(fā)“多米諾骨牌效應(yīng)”，從上游材料廠商傳導(dǎo)至下游芯片、設(shè)備及終端產(chǎn)業(yè)，甚至影響全球科技競(jìng)爭(zhēng)格局。

首先是產(chǎn)業(yè)鏈成本飆升，終端產(chǎn)品漲價(jià)壓力傳導(dǎo)。原材料價(jià)格上漲直接推高芯片制造成本：六氟化鎢漲價(jià)70%-90%將直接增加DRAM與3D NAND的生產(chǎn)成本；鎵、銦價(jià)格上漲導(dǎo)致5G基站、光模塊成本上升；PCB高端材料缺貨則推高AI服務(wù)器價(jià)格。目前，三星、SK海力士等芯片廠商已開(kāi)始接受材料漲價(jià)，未來(lái)成本大概率將傳導(dǎo)至手機(jī)、電腦、新能源汽車等終端產(chǎn)品，最終由消費(fèi)者承擔(dān)。

其次是下游產(chǎn)業(yè)受限，技術(shù)迭代節(jié)奏放緩。部分材料短缺已直接影響產(chǎn)能釋放：磷化銦短缺導(dǎo)致部分光模塊廠商減停產(chǎn)，拖累1.6T光模塊量產(chǎn)進(jìn)度，進(jìn)而影響AI數(shù)據(jù)中心的擴(kuò)容速度；高端玻璃布缺貨導(dǎo)致ABF載板供應(yīng)不足，制約先進(jìn)芯片封裝產(chǎn)能，延緩7nm以下芯片的商用進(jìn)程。短期看，材料短缺可能使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)迭代周期延長(zhǎng)。

此外，全球供應(yīng)鏈重構(gòu)，區(qū)域化自主趨勢(shì)加強(qiáng)。各國(guó)為保障供應(yīng)鏈安全，加速推進(jìn)“資源自主”與“區(qū)域化供應(yīng)”。中國(guó)強(qiáng)化稀有金屬產(chǎn)業(yè)鏈整合，推動(dòng)高純鎵、磷化銦等技術(shù)突破，同時(shí)擴(kuò)大國(guó)內(nèi)回收體系建設(shè)；美國(guó)加大對(duì)本土鍺礦、鎵回收技術(shù)的投入，聯(lián)合日本、韓國(guó)建立“半導(dǎo)體材料供應(yīng)鏈聯(lián)盟”，試圖減少對(duì)中國(guó)的依賴；歐洲通過(guò)《芯片法案》資助本土半導(dǎo)體材料研發(fā)，推動(dòng)鋰、鎵等資源的循環(huán)利用。

這種“去全球化”趨勢(shì)可能導(dǎo)致全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈分裂為“中國(guó)主導(dǎo)的材料供應(yīng)圈”與“歐美主導(dǎo)的技術(shù)應(yīng)用圈”，進(jìn)一步加劇國(guó)際科技博弈。

最后會(huì)導(dǎo)致技術(shù)路線調(diào)整，替代材料與回收技術(shù)加速突破。短缺壓力也在倒逼產(chǎn)業(yè)尋找破局之路。如企業(yè)開(kāi)始探索硅基材料替代磷化銦（如硅光子芯片），但替代技術(shù)仍需一定的驗(yàn)證周期；美國(guó)推動(dòng)“廢物制鎵”回收，中國(guó)加速鍺、銦從廢舊芯片中的提取技術(shù)。

全球半導(dǎo)體材料困局的本質(zhì)，是“有限資源”與“無(wú)限科技需求”的矛盾，也是“全球化分工”與“國(guó)家安全優(yōu)先”的沖突。

半導(dǎo)體原材料的“缺貨”，并非簡(jiǎn)單的周期波動(dòng)，而是資源稟賦、技術(shù)壁壘、資本周期、政策博弈、ESG約束多重力量共振下的結(jié)構(gòu)性拐點(diǎn)。它標(biāo)志著一個(gè)時(shí)代的終結(jié)——過(guò)去三十年，芯片產(chǎn)業(yè)遵循“摩爾定律”一路狂飆，原材料成本幾乎可以忽略不計(jì)；未來(lái)十年，我們即將步入“后摩爾時(shí)代”，每提升1nm性能，都可能需要付出10×的原材料代價(jià)。

但危機(jī)亦孕育新生。正如石油危機(jī)催生了核能、光伏、風(fēng)電，半導(dǎo)體原材料的“卡脖子”也將倒逼回收技術(shù)、替代材料、工藝革新、國(guó)際合作與金融工具的百花齊放。對(duì)于國(guó)家而言，掌控原材料，就是掌控產(chǎn)業(yè)安全的“總開(kāi)關(guān)”；對(duì)于企業(yè)而言，把“采購(gòu)思維”升級(jí)為“生態(tài)鏈思維”，才能在暴漲暴跌中立于不敗之地；對(duì)于投資者而言，在“資源+技術(shù)”雙輪驅(qū)動(dòng)的主賽道上，提前布局，方能分享這場(chǎng)“硬科技”長(zhǎng)跑的紅利。

當(dāng)“沙子”也能卡住世界經(jīng)濟(jì)的喉嚨，人類便不得不重新審視：真正寶貴的，或許不是芯片里那數(shù)億個(gè)晶體管，而是讓晶體管得以誕生的、那些在地殼深處默默沉睡了億萬(wàn)年的一克克金屬。在“不確定”成為常態(tài)的未來(lái)，誰(shuí)掌握了這些“微小而關(guān)鍵”的資源，誰(shuí)就握住了數(shù)字文明的“火種”。