La fabrication de semi-conducteurs haut de gamme est confrontée à une pénurie de dioxyde de carbone (CO2) de haute pureté, un produit chimique clé indispensable à la production de puces. Auparavant, l’industrie venait de subir l’impact de la contraction de l’offre d’hexafluorure de tungstène (WF6). Aujourd'hui, le deuxième matériau clé, le CO2, a également connu une potentielle crise d'approvisionnement, déclenchant des inquiétudes sur le marché concernant le resserrement des capacités de production des procédés avancés dans les mois à venir.
Le rapport cite le média sud-coréen "The Elec" qui affirme que la production de matières premières de CO2 a diminué dans les principales raffineries et unités pétrochimiques en raison de la baisse des taux d'exploitation des sociétés pétrochimiques coréennes et de l'incertitude persistante quant aux perspectives d'approvisionnement en pétrole brut au Moyen-Orient. Le CO2 brut est généralement généré comme sous-produit dans les raffineries, les usines pétrochimiques et les industries de production d’hydrogène. Par conséquent, les fluctuations de la production de pétrole brut et de produits chimiques en amont affectent directement l’approvisionnement en CO2 de haute pureté en aval.
Dans la fabrication avancée de semi-conducteurs, le CO2 de haute pureté est principalement utilisé dans les processus de nettoyage critiques. Il peut soit dissoudre les résidus et les contaminants à la surface de la plaquette sous forme liquide, soit souffler les minuscules particules incrustées profondément dans la structure de la puce sous forme gazeuse. Cette caractéristique des effets de dissolution et de décapage fait du CO2 un milieu clé pour garantir la propreté de la surface et de la structure de la plaquette, et pour améliorer le rendement et la fiabilité.
Un responsable d'un fournisseur de gaz a déclaré sans détour à "The Elec" que la situation actuelle des matières premières ne peut pas répondre aux besoins de tous les clients : "Nous ne pouvons pas fournir la quantité que veulent les clients parce que les matières premières elles-mêmes ne suffisent pas". Il a également déclaré qu'il n'existait pratiquement aucun moyen réaliste et réalisable d'augmenter rapidement la production de CO2 à court terme. Dans ce contexte, les fabricants de semi-conducteurs en aval ont commencé à consommer des stocks et la redondance de sécurité dans chaque maillon de la chaîne d’approvisionnement a été continuellement réduite.
Le rapport souligne que les principaux fabricants de puces coréens, tels que Samsung Electronics et SK Hynix, maintiennent généralement leurs stocks de CO2 pendant au moins deux semaines, mais qu'au milieu de cet approvisionnement restreint, leurs stocks de CO2 de haute pureté sont tombés en dessous de la ligne de sécurité d'environ un mois au total. Actuellement, Samsung consomme environ 1 800 à 2 000 tonnes de CO2 de haute pureté par mois, tandis que SK Hynix en consomme entre 600 et 700 tonnes par mois. Compte tenu de la forte demande mondiale en mémoire à haut débit (HBM) et en NAND 3D, ces consommations sont difficiles à compresser facilement.
Bien que les lignes de production de plaquettes des deux sociétés fonctionnent toujours de manière stable, les initiés du secteur préviennent que si la pénurie de CO2 dure trop longtemps, elle pourrait avoir un impact substantiel sur la capacité de production de puces d'emballage haut de gamme. Dans le contexte d'une forte augmentation de la demande mondiale en puissance de calcul de l'intelligence artificielle, une fois que l'offre de boîtiers avancés et de puces mémoire sera contrainte de diminuer, les prix des puces pourraient encore augmenter, ce qui se répercuterait sur l'ensemble de l'industrie technologique via des terminaux tels que les serveurs, les PC et les appareils mobiles.
Cette fois-ci, l'offre limitée de CO2 est cohérente avec la situation précédente du gaz WF6, qui a provoqué la quasi-arrêt de la production de gaz connexe au Japon en raison de la réduction des exportations chinoises de matières premières de tungstène. Les fluctuations successives de l’offre de matériaux clés ont mis en évidence la réalité selon laquelle la fabrication de semi-conducteurs avancés est fortement dépendante de produits chimiques complexes et d’énergie en amont. Cela a également mis en évidence les maillons faibles de la chaîne d’approvisionnement mondiale des puces en termes de diversification des sources de matières premières et de couverture des risques régionaux. L'industrie prévoit que si la situation du pétrole brut au Moyen-Orient ne peut pas être clarifiée le plus rapidement possible et si les taux d'exploitation du raffinage et de la chimie en Corée du Sud sont difficiles à rétablir, la pénurie de CO2 de haute pureté pourrait évoluer d'un problème local à un risque systémique affectant la capacité mondiale de production de fabrication et d'emballage de pointe.