Критически важный гелий под угрозой: сколько еще продержится производство чипов

Современные электронные устройства, от смартфонов до мощных серверов, зависят от микросхем. Их производство требует предельной точности и строго контролируемых условий на специализированных фабриках. Даже небольшие отклонения приводят к браку целых партий и срыву поставок.

Сейчас под угрозой оказался один из базовых «кирпичиков» этого производства — гелий. Перебои с его поставками уже начали влиять на работу фабрик и могут в ближайшее время сказаться на объемах выпуска чипов. Чтобы понять масштаб проблемы, разберемся, какую роль этот газ играет в производстве и что там с его доступностью в текущих условиях.

Роль гелия в создании микросхем

Высокая теплопроводность делает его идеальным средством для отвода тепла от кремниевых пластин. В процессах быстрого термического отжига или плазменного травления задняя сторона подложки охлаждается потоком газа, что позволяет удерживать температуру с точностью до ±1 °C даже на 3-нанометровых технологических нормах. Без такого контроля структура может деформироваться, а весь слой транзисторов — выйти из строя.

Химическая инертность гелия обеспечивает ^[1] стабильную и предсказуемую среду внутри рабочих камер. Он не взаимодействует с материалами и не влияет на протекающие процессы, что особенно важно при химическом осаждении из газовой фазы и травлении. В таких условиях даже минимальные примеси приводят к дефектам на уровне отдельных элементов структуры, поэтому требуется среда с экстремально высокой степенью чистоты. Гелий помогает поддерживать ее, вытесняя активные газы и снижая вероятность побочных реакций ^[2]. В результате удается удерживать параметры на уровне частей на триллион и обеспечивать воспроизводимость технологических операций от пластины к пластине.

Отдельная задача связана с очисткой оборудования после каждого технологического цикла. Гелий используют для продувки: он убирает остатки химических реагентов и побочных продуктов, которые остаются внутри камер и каналов. Это позволяет поддерживать стабильные условия работы и не допускать накопления загрязнений между операциями. Кроме того, его применяют для проверки герметичности. Молекулы гелия очень малы и легко проходят через микроскопические щели, поэтому по их утечке можно быстро найти даже минимальные нарушения вакуума в установках фотолитографии.

Но и это не все. В продвинутых процессах, таких как EUV-литография, гелий дополнительно стабилизирует плазму и охлаждает зеркала сканеров ASML. По данным отраслевых оценок, полупроводниковая индустрия уже потребляет ^[4] от 21–24% всего мирового гелия. К 2035 году этот показатель может вырасти в пять раз из-за расширения производства чипов с высокой пропускной способностью памяти ^[5] для ИИ. Новые линии по выпуску HBM требуют в полтора раза больше газа, чем предыдущие поколения, что делает долгосрочное накопление еще менее реалистичным.

Рынок гелия сам по себе устроен не очень сбалансированно. Добыча He по факту — побочный продукт переработки природного газа, поэтому ее масштабы зависят от активности нефтегазовой отрасли в конкретных странах. Геополитические события моментально нарушают баланс, а спрос на газ сейчас растет быстрее предложения.

Что привело к напряжению на рынке поставок и насколько это критично

Проблемы появились из-за сбоев в работе промышленного комплекса Рас-Лаффан в Катаре. QatarEnergy была вынуждена временно остановить производство сжиженного природного газа и связанную с ним добычу гелия. Страна обеспечивала около трети мирового объема — примерно 1,78 млрд м³ в 2025 году, поэтому даже кратковременная остановка сразу повлияла на рынок.

Одновременно возникли ^[6] сложности с логистикой. Часть привычных маршрутов оказалась недоступна, поставки начали задерживаться, а контейнеры с газом застряли в портах. На этом фоне спотовые цены выросли на 40–100%, а участникам цепочки пришлось срочно искать альтернативные варианты доставки. Рост спроса на память для ускорителей искусственного интеллекта ^[7] только усилил давление, ведь каждое новое поколение чипов требует все больше вспомогательных материалов. Теперь отрасли приходится перестраивать логистику в реальном времени и искать более устойчивую конфигурацию поставок.

Насколько ситуация критична? В целом все плохо, но не катастрофично. Два крупнейших производителя памяти заранее сформировали буфер. Samsung Electronics и SK Hynix накопили запасы, которых, по оценкам, хватит на четыре-шесть месяцев. Это дает южнокорейским фабрикам возможность продолжать работу в обычном режиме без немедленных корректировок.

Компании опираются на долгосрочные контракты и стараются не зависеть от одного источника. SK Hynix увеличила поставки из Северной Америки, а Samsung внедрила системы повторного использования газа, которые на отдельных линиях уже снижают потребление свежего гелия на 18,6% в год. Правительство Южной Кореи заявило, что имеющихся запасов хватит как минимум на первое полугодие.

Так что предприятия продолжают выполнять приоритетные заказы на модули HBM и DRAM. Пока нет признаков снижения объемов выпуска, хотя все понимают: ситуация остается под контролем только благодаря заблаговременной подготовке.

Создать еще более значительные резервы мешают физические свойства материала. Гелий хранится исключительно в криогенном состоянии при очень низких температурах, что требует специальных емкостей, постоянного мониторинга и немалых затрат на энергию. На территории фабрик пространство ограничено, а любое нарушение изоляции приводит к мгновенным потерям.

Еще одна проблема — естественное испарение. Даже в лучших условиях легкие молекулы постепенно уходят, сокращая полезный объем со временем. Поэтому резервы редко планируют больше чем на полгода, чтобы не тратить ресурсы впустую.

Перспективы и возможные решения

Отрасль тестирует более эффективные системы повторного использования газа в цикл. Некоторые предприятия добиваются рекуперации до 80%, снижая нагрузку на внешние поставки. Другие инвестируют в проекты новых месторождений в США и Австралии, где гелий добывают из альтернативных источников.

Тем не менее, полная замена в ближайшие годы пока невозможна. Физические характеристики газа остаются уникальными для критических операций на нанометровом уровне, особенно в High-NA EUV. Это заставляет компании пересматривать стратегии ресурсного планирования и искать баланс между ростом производства и устойчивостью цепочек.

Текущий кризис подчеркивает необходимость системных изменений. Пока Samsung и SK Hynix держат позиции благодаря накопленным резервам, весь сектор внимательно следит за развитием событий и готовится к долгосрочным вызовам. Успех будет зависеть от того, насколько быстро удастся диверсифицировать источники и внедрить технологии экономии.

Эксперты прогнозируют, что к концу 2026 года рынок стабилизируется только при условии возобновления поставок из Катара или при появлении новых крупных игроков. В противном случае цены продолжат расти, а производители чипов будут вынуждены переносить часть мощностей или оптимизировать процессы еще жестче. Что ж, ждем и надеемся на стабилизацию рынка электроники в целом.