来源：内容由半导体行业观察（ID：icbank）编译
自eetimes
，作者：汤之上隆，
谢谢。
在2022年4月11日，汤之上隆发表了
“
3M比利时工厂停止生产，震惊的冲击
”
的投稿。这篇报道正如标题所示，给各方面带来了冲击。之所以这么说，是因为刊登了这篇报道之后，笔者身边不断有关于这件事的询问。
因此，本文想报道这个续篇。在此之前，简单地回顾一下前面所述的内容。
2022年3月8日，3M的比利时工厂停止了用于干法蚀刻装置的制冷剂的氟类惰性液体（PFAS（全氟烷基化合物及聚氟烷基化合物）的一种，注册商标“氟化液”）的生产。据推测，氟化液的世界份额约有50%（图1）。
在干法蚀刻装置中，为了使硅片的温度保持恒定，使用称为冷却循环的装置，在被称为静电卡盘的晶片级上流通氟化液等制冷剂，使其循环（图2）。这时，由于制冷剂会流失，一边补充流失的部分一边进行冷却循环。
据说半导体工厂最多有3个月左右的制冷剂库存。但是，如果那个库存见底的话，如果不能筹措停产的氟化液的替代品的话，干法蚀刻装置就不能运转了。那就是说半导体工厂停止了。
因此，世界上各半导体厂商和干法蚀刻装置厂商为了寻求氟化液的替代品，展开了激烈的采购战。厂商选择的替代品则是，3M在美国工厂生产的“Novec”（世界市场占有率约30%）和比利时总部所在的SolBa在意大利工厂生产的“Galden”（世界市场占有率约20%）。
本文首先想报道这个替代品的采购情况。在那里，叙述日本制造厂面临不利的立场的处境，日本以外的半导体制造厂也绝对不安泰的事。接着，说明为什么3M的比利时工厂突然停止了氟化液的生产。据笔者调查，这是一个根深蒂固的问题。
此外，还将讨论由于氟化液停止生产，今后会发生什么样的事态。最坏的情况是，不仅无法生产包括汽车在内的各种电机产品，还可能难以维持社会基础设施。毫无夸张，我想警告人类的科技正面临着危机。
据某贸易公司的熟人透露，虽然非正式，但3M已向大宗顾客Samsung Electronics、SK hynix、TSMC、Intel承诺支持。其支持可能是提供在美国生产的Novec来代替停产的氟化液。
然而，氟化液和Novec的各种物性参数是不同的。例如，如果将通用使用的型号FC-3283的氟化液和与之相似的Novec（型号7500）进行比较，则物理性质存在微妙的不同（图3）。如上所述，如果将物性参数不同的制冷剂混合在一起，则极难将静电卡盘控制在所希望的温度上。也就是说，氟化液FC-3283和Novec 7500不能说是兼容性好。
因此，听说从3M那里得到了Novec采购的某个半导体制造商，委托了干法蚀刻装置制造商，将氟化液与Novec混合时的温度调节试验。
随着精细化的进行，加工形状的好坏取决于微妙的温度控制。
因此，即使能够代替采购Novec，也不能说是安泰。
即使很难混合不同的制冷剂，但是能够获得替代品的半导体制造商还是有希望的。但是，日本制造商陷入了更严峻的状况。
之所以这么说，是因为对于与氟化液（型号FC-3283）相对物性参数接近的Novec（型号7500），根据《关于化学物质的审查及制造等限制的法律》（简称：化审法），每年禁止制造和进口1吨以上的Novec。
因此，使用氟化液的日本半导体厂商的替代品的选择只有SolBa的Gardon（但是，型号HT235的Gardon与氟化液FC-3283的兼容性相当好。这是不幸中的万幸）。
也就是说，只要这个化审法没有被修改，日本制造商在制冷剂方面就处于极为不利的地位。或许，制冷剂的库存见底之时，运转停止的最初的半导体工厂可能是日本制造商。
但是，话说回来，为什么3M的比利时工厂停止了氟化液的生产呢？
从上个月开始的一个月内，通过调查判明，针对1963年开始生产的3M比利时Zwijndrecht工厂（图4），围绕着氟化物生产时排出的废气，比利时的佛兰德斯地方政府多次通知加强管制，但3M没有遵守据说佛兰德斯地方政府，所以惩罚性地停止了氟化液的生产。
因此，3M似乎宣布了Force Majure。Force Majure是法语中“不可抗力”的意思，指地震、洪水、台风、战争、暴动、罢工等无法预测和控制的外部原因。
例如，2011年3月11日发生了东日本大地震，由于地震和海啸等原因，很多工厂停止了运转。在这种情况下，对于签订买卖合同的客户，因为不能履行合同，所以宣布不可抗力，也就是Force Majure。而且，这样的话，停工的工厂由于买卖合同的不履行而不能赔偿损失。
在3M比利时工厂的情况下，3M也想向生产氟化液，签订买卖合同的半导体制造商出售氟化液，但是由于佛兰德斯地方政府强制停止了生产，所以3M宣布了不可抗力。
在Chem-Station网站上，一位叫“Tshozo”的人投稿的题为《关于Parfulo系界面活性剂的话题追加》的文章于2022年2月14日刊登。本报道于4月被追记，引用了笔者4月11日发布的EE Times Japan的报道。
在这篇报道中，相当详细地记载了在3M的比利时工厂，氟化液（PFAS）停止生产的背景情况。根据Tshozo的报道以及该报道中刊载的文献等，对其情况进行说明。
如图5所示，3M的比利时工厂在生产氟化液等时产生的排气物燃烧，将废气从烟囱排放到空气中。
但是，由于氟化物一般非常稳定，所以不能完全燃烧分解。因此，如图6所示，从烟囱排出的废气中含有（未燃烧）的PFAS在空中飞散，其中的一部分成为雨水流入土壤。
而且，这数十年来浸入土壤并积蓄起来，甚至流入河流和地下水脉的PFAS通过某种途径进入人类的口中，从土壤以及附近居民的血液内检测出相当高浓度的PFAS。这似乎是比利时的佛兰德斯地方政府强制停止了3M的弗罗利纳特生产的原因。
Tshozo在上述报道中指出，根据相关新闻，佛兰德斯地方政府所说的内容与3M的主张进行了核对，两者存在很大的分歧。为了填补这种认识差距，需要长时间的讨论和大量的数据，这需要相当长的时间。
笔者也读了Tshozo的文章，开始觉得3M的比利时工厂不可能重新开始氟化液的生产。这样的话，对于世界的半导体产业来说，氟化液已经无法指望了。事态果然处于危机的状况。
干法蚀刻装置用制冷剂的一半消失了。而且，暂时不会被补充吧。与此相对，3M承诺支持、Samsung、SK hynix、TSMC、Intel，但其他半导体厂商（特别是日本制造商）在制冷剂库存已见底，半导体工厂开始停止运行。
希望你能想起。到了2021年，由于半导体不足，日美欧各国的汽车制造商被迫减产。这个时候，主要不足的是作为二次承包的Infinen Technologies、NXP Semiconductors、瑞萨电子等车载半导体制造商委托TSMC生产的28nm的逻辑半导体和MCU（Micro Controller Unit，通称微机）。也就是说，由约3万件零件构成的汽车，仅仅缺一个半导体，就不能制造完整的车。
现在，汽车至少需要15种半导体（图7）。在此，近3年的出货额动向显著且飞跃性地扩大的是模拟半导体。2019年和2020年的模拟半导体不足150亿美元，到2021年市场扩大到1.6倍，约240亿美元。
实际上，如上所述，2021年的上旬28nm的逻辑半导体和微机不足，但是2021年的后半段那个不足被解除。而这次变成包含功率半导体的模拟半导体不足。这体现在2021年模拟半导体（包括功率）需求快速增长。
这个原因在于汽车自动驾驶和EV化（电动化）的发展。由于自动驾驶车上安装了很多传感器，因此需要很多用于处理传感器信号的模拟半导体。另外，随着EV化的普及，功率半导体需求急剧扩大。
并且，汽车的自动驾驶化和EV化今后会更加加速地普及。这样，包括功率的模拟半导体需求今后将进一步扩大。生产这种功率半导体和模拟半导体的工厂，如果因为制冷剂见底而停，会怎么样呢？
生产功率和模拟半导体的半导体制造商多为8英寸工厂。这样的半导体制造商不是像Samsung、SK hynix、TSMC、Intel那样的大公司。因此，可能有企业会在干法蚀刻用制冷剂的采购大战中败下阵来。那样的话，会发生功率半导体和模拟半导体的不足，自动驾驶车和EV不能生产的情况。
而且，这种情况不仅限于汽车。图8示出了用于Communication的半导体的发货额。该领域包括以美国苹果公司的“iPhone”为首的智能手机和5G（第五代移动通信）通信基站等。
新型iPhone需要使用TSMC最先进的程序生产的Application Processor（AP）。但是，并不是只有最先进的AP才能够制作iPhone。如图8所示，需要各种类型的半导体，其半导体的技术节点从最尖端到传统广泛。
即使缺少一个TSMC以外的中小规模半导体厂商生产的传统芯片，也无法制作成品iPhone。同样地，电脑、高性能服务器、所有的电器产品，仅仅一个半导体不足，就无法生产成品。
这样，干蚀刻装置用的制冷剂变成了一半，导致不能生产包括汽车在内的所有电机产品。
你每天都会使用连接在网络上的智能手机和电脑吧。对于那个互联网，通信基站和数据中心的存在是不可缺少的。那个通信基站和数据中心被庞大的半导体支撑着。
你的家和办公室有照明器具，有各种各样的电器产品吧。作为其动力的电力是由发电站制造的，通过变电站传送。电力半导体等半导体活跃在发电和输电上。
你为了上下班坐电车，为了出差和旅行坐飞机，用ATM从银行存款里取钱吧。电车的运行系统、飞机的自动操纵系统、银行的主要系统等都是由半导体控制的。
像这样，现在维持人类文明的社会基础设施，已经没有半导体是不可能存在的。并且，如果因为干法蚀刻装置用的制冷剂不足，这些半导体不能制作的话？
请想象一下在社会基础设施中使用的半导体不能生产的时候。大家面临危机的状况？
现在还没有半导体工厂停止的消息。但是笔者却认为这是“暴风雨前的寂静”。
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