俄罗斯对乌克兰的战争如何使芯片短缺更加严重

氖是一种无色无味的气体，通常不像听起来那么令人兴奋，但这种不起眼的分子恰好在制造我们每天使用的技术方面发挥了关键作用。 多年来，这种霓虹灯也主要来自乌克兰，那里只有两家公司的净化能力足以为世界大部分地区生产设备，通常没有什么问题。 至少，在俄罗斯入侵之前，他们做到了。

面对战争的毁灭性现实，乌克兰的霓虹灯产业停止了生产。 乌克兰两大霓虹灯公司之一，Ingas，总部设在马里乌波尔，曾多次遭到俄罗斯军队的轰炸，目前正处于围困之中。 另一家公司 Cryoin 位于敖德萨，那里的市民目前正准备发动袭击。 在可怕的条件和越来越多的平民伤亡中，在这些公司工作的人员的安全是重中之重，而不是对科技制造商的潜在影响。

不过会有连锁反应。 半导体制造商依靠霓虹灯来控制他们用来制造计算机芯片的专用激光器。 目前，尚不清楚他们是否有足够的时间在备用供应用完之前寻找和开发这种气体的新来源：芯片公司和行业分析师表示，储备的霓虹灯价值在 1 到 6 个月之间。 如果用完，这些公司将无法制造半导体。 这意味着全球芯片短缺——预计将在明年左右的某个时候结束——可能会持续更长时间，导致价格上涨、交付延迟和关键技术短缺。

“无论是电子产品、汽车、电脑、电话、新飞机，你能想到的任何东西都有半导体芯片，”纽约州立大学理工学院纳米工程教授 Unni Pillai 解释说。 “从长远来看，如果不解决，那么你可能再也无法在市场上购买这些产品了。”

这种迫在眉睫的短缺是一个严重的提醒，即技术制造遍布世界各地和不同的公司，其中一些公司聚集在一个国家。 苹果、三星和英特尔等硬件公司往往喜欢这种方法，因为他们从专业的第三方制造商那里购买组件，这使他们能够降低劳动力成本并以高效率组装设备。 然而，乌克兰正在进行的战争清楚地表明，这个系统也是不稳定的，即使是最基本的组件或成分的生产中的障碍也会危及世界获得各种技术的机会。 霓虹灯只是最新的例子，但它不太可能是最后一个。

脆弱的霓虹灯供应链，解释说

芯片制造商一般不生产自己的霓虹灯。 尽管如此，他们仍然需要气体来操作高精度激光器，以将硅（芯片的主要成分）转化为使计算机工作的微型电路。 这些激光器在称为光刻的步骤中发挥主要作用，该步骤是在长硅圆柱体（有时称为硅锭）被切成薄硅片（称为晶片，通常类似于 CD-ROM）之后产生的。 制造商使用这些激光器在玻璃上蚀刻出微小、精致的图案，从而开始将一片硅片转化为一片芯片的过程。 然而，由于这些芯片是如此的小而复杂，制造商需要控制其激光器发出的光的确切波长。 这就是霓虹灯的用途。

弥敦道莱恩/彭博通过盖蒂图片社

“氖气就是所谓的缓冲气体。 你需要某种惰性的东西来在激光中产生当前波长的光的过程中发挥作用，”Pillai 告诉 Recode。 “这种曝光实际上创造了那些电子电路。”

霓虹灯本身并不容易获得。 气体通常直接从空气中捕获，因此制造厂使用专门的空气分离技术将氖气蒸馏成液体形式，从而使其与其他分子（如氮气和氧气）分离。 由于氖气只占空气的一小部分，因此需要大量空气才能生产出半导体行业所需的氖气量。 这意味着获得霓虹灯最方便的地方通常是在出于其他原因已经使用相同技术的设施中。 这些往往是钢铁厂，通常是前苏联的钢铁厂。

这一基本过程以粗制形式捕获氖气，但芯片公司通常需要更纯化的气体版本。 这就是这两家乌克兰公司 Ingas 和 Cryoin 的用武之地。 根据半导体供应链咨询公司 Techcet 的数据，乌克兰总共生产了去年使用的 6.67 亿升半导体级霓虹灯的一半左右。 Cryoin 主要为芯片行业生产霓虹灯，但 Ingas 也生产其他种类的霓虹灯，包括您可能在店面看到的霓虹灯招牌中使用的那种。

甚至在俄罗斯入侵之前，就有证据表明乌克兰的霓虹灯供应很脆弱。 当俄罗斯在 2014 年吞并克里米亚半岛时，霓虹灯的价格飙升了约 600%，公司开始质疑乌克兰能否长期可靠地生产霓虹灯。 在俄罗斯发动袭击之前的几个月和几周内，也出现了麻烦的迹象。 自 2021 年 12 月以来，中国的霓虹灯价格飙升，中国也是许多霓虹灯生产商的所在地。 感觉到俄罗斯很快就会入侵，2月初，白宫告诉芯片制造商开始在国外寻找霓虹灯的来源。 大约两周后，芯片行业的主要激光器供应商之一 ASML 也开始寻找新的购买霓虹灯的地方。

作为回应，芯片公司储备了他们的霓虹灯。 目前，代表美国芯片行业的主要贸易组织半导体行业协会表示，不会因战争而出现“即时供应中断风险”。 这些公司也有可能转向他们在克里米亚危机后也使用过的措施，比如回收他们拥有的霓虹灯并调整他们的激光器以延长他们的霓虹灯寿命。 但问题在于，这些都只是短期的解决方案，还不清楚这场战争会持续多久。 在某些时候，霓虹灯可能会耗尽。

芯片行业洗牌

乌克兰对霓虹灯行业的长期控制反映了数十年的全球化、自由贸易政策，甚至是现代集装箱的诞生，这使得公司能够在组装时以相对较低的成本将设备从一个工厂转移到另一个工厂。 通过这个系统，世界各国能够在更广泛的供应链中发展自己的利基市场，就像乌克兰在半导体行业所做的那样。 但这个系统风险极大，尤其是在危机期间。 它可能使工人处于危险的条件下，并使人们无法获得关键技术。

在过去的两年里，全球范围内的半导体短缺一次又一次地表明了这一点。 芯片制造厂爆发的 Covid-19 疫情继续减缓设备生产。 中国的电力短缺、日本的火灾和德克萨斯州的极端天气也是如此。 现在，汽车制造商正在销售没有零件的汽车，而警报公司正在努力更换过时的家庭健康设备和安全系统——这一切都是因为仍然没有足够的芯片。 从这个意义上说，乌克兰战争只是另一个例子，说明一种经常被忽视的组件或成分的短缺如何有能力级联并让整个科技行业偏离正轨。

“这些基本材料——供应链的一部分——在大多数供应链中都有很多层，人们不会考虑它，”哈佛大学工商管理教授威利施告诉 Recode。 “这是我们在过去几十年编织的复杂网络的功能。”

各国都在竞相从这种制造半导体的方法中撤退。 日本、中国、韩国和欧盟都已经开始或计划投资数十亿美元来发展自己的芯片制造能力。 美国目前正在权衡一项计划，斥资超过 520 亿美元来提振美国芯片产业，该产业本应推动国内科技制造业的发展，并降低美国科技对其他国家的依赖。 然而，霓虹灯短缺也凸显了芯片行业高度依赖各种组件。 如果这些组件的短缺可以延长芯片供应的紧缩期，那么它们肯定会阻碍即将到来的芯片复兴。

Yuri Gripas / Abaca / Bloomberg来自Getty Images

“现在正在发生的变化——从更全球化的经济转向更本土化的经济——这 [war] Techcet 总裁兼首席执行官 Lita Shon-Roy 解释说。 “每个地区都必须采取措施，让他们在材料方面更加自给自足。”

就霓虹灯而言，这已经发生了。 据 Techcet 称，早在 2016 年，乌克兰就生产了世界半导体中使用的约 70% 的霓虹灯。 但在克里米亚危机之后，新的霓虹灯源开始出现。 一些美国钢铁制造商重新配置了他们已经拥有的空气分离技术，以便他们可以捕获氖气，一家美国工业气体公司林德公司斥资 2.5 亿美元在德克萨斯州建立了一个氖气生产基地。 包括中国和韩国在内的其他国家的制造商也在生产自己的霓虹灯用品。 作为回应，乌克兰在霓虹灯市场的份额有所下降。

不过，解决霓虹灯短缺问题不会是芯片行业问题的终结。 即使新的氖源出现，持续的战争仍可能导致用于芯片的其他关键供应短缺。 俄罗斯占美国供应的很大一部分钯金，一种用于半导体和催化转换器的金属。 它还提供世界上大部分的镍（制造电动汽车电池的关键材料）和 C4F6（另一种用于芯片制造的气体）。 与此同时，乌克兰数字化转型部长米哈伊洛·费多罗夫正在呼吁一些芯片公司，包括 高通，完全退出俄罗斯。

“当这样的事情发生时，就像在乌克兰发生的那样，它暴露了所有这些联系，”哈佛教授施说。 “很多人都很惊讶。”

未来，各国希望不再那么惊讶，这就是为什么他们要投入大量资金来开发一个更加自给自足的国家。 ——而且成本更高——的方法。 不过，就目前而言，全球科技供应链仍然是纸牌屋。 这意味着制造用于制造从除颤器到虚拟现实耳机的所有东西的芯片仍然取决于世界总体上是否处于一个良好的状态，一个没有战争或流行病的地方。 不幸的是，这不是我们生活的世界。