Chinas Wolfram-Exportkontrollen und die Nachfrage nach KI-Chips kollidieren und verändern die globale Lieferkette für Spezialgase neu

Ein kürzlich am 26. Juni veröffentlichter Forschungsbericht der China International Capital Corporation (CICC) zeigt, dass steigende Ausgaben für die KI-Infrastruktur und das Verbot der chinesischen Regierung, hochreines Wolfram auszuführen, den weltweiten Angebot an elektronischen Spezialgasen (ESG) unter Druck setzen, die eine kritische Komponente zur Herstellung aller fortschrittlichen KI-Chips darstellen.

Die Bedeutung der aktuellen Störung ergibt sich aus der aktuellen Kombination zweier separater Kräfte: Die Nachfrage nach diesen Gasen wächst aufgrund des zunehmenden Einflusses der KI rapide, und die Lieferkette durch Japan ist unterbrochen.

Chiphersteller, die Prozessoren für Rechenzentren entwickeln, die große Sprachmodelle, cloudbasierte Machine-Learning-Inferenzsysteme und KI-Trainingsanlagen unterstützen, werden Engpässe in ihrer Produktion erleben, ebenso wie Hersteller dieser Gase. Der Engpass liegt nicht in der Kapazität der Fabs oder der Verpackung/Bestückung, sondern in den Halbleiter-Ätzgasen, die zur Erstellung elektrischer Pfade verwendet werden und die Produktionsniveaus begrenzen.

Steigende Nachfrage nach KI-Chips erhöht den Druck auf Spezialgase

Laut einem tiefgehenden Bericht über ESG in Halbleitermaterialien von Nanda Optoelectronics entfallen ESG auf etwa 13 % der in der Wafer-Fertigung verwendeten Materialien. Dies macht ESG zur zweitgrößten Gruppe der in der Wafer-Fertigung verwendeten Materialien, nach Silizium-Wafern.

Was den Einfluss der KI im Vergleich zu anderen Faktoren wirklich unterscheidet, ist nicht nur das höhere Volumen der produzierten Chips, sondern auch die Tatsache, dass der Gesamtgasverbrauch pro Wafer aufgrund der Abnahme der Transistorgeometrien exponentiell gestiegen ist. Bei der 65-nm-Prozesstechnologie gibt es typischerweise etwa 20 Ätzprozesse pro Wafer, im Vergleich dazu hat sich diese Zahl beim 7-nm-Knoten, der zur Herstellung vieler aktueller KI-Beschleunigergeräte verwendet wird, auf etwa 140 erhöht.

Zusätzlicher Druck auf den Gasverbrauch entsteht durch High-Bandwidth-Speicher (HBM), das Rückgrat der KI-Trainingshardware. Tiefe Ätzprozesse zur Herstellung von Through-Silicon-Vias (TSVs) in HBM verwenden Schwefelhexafluorid und Octafluor-cyclobutan. Aufgrund der zunehmenden Anzahl von 3D-NAND-Schichten in KI-bezogener nichtflüchtiger Speicherung wächst die Nachfrage nach diesen Gasen weiter.

Trotzdem wächst der Dollar-Betrag, der für die erhöhte Halbleiterproduktion infolge der KI ausgegeben wird, weiterhin rapide, wie Prognosen für Foundries und Cloud-Diensteanbieter belegen.

TrendForce hat prognostiziert, dass die weltweiten Foundry-Einnahmen im Jahr 2026 218,8 Milliarden US-Dollar betragen werden, was einem jährlichen Wachstum von 24,8 % entspricht. Die Investitionen in Sachanlagen der acht größten Cloud-Diensteanbieter würden im Vergleich zum Vorjahr um rund 61 % steigen, während die weltweiten Lieferungen von KI-Servern voraussichtlich um etwa 28 % zunehmen werden, so der Bericht von CICC.

Chinas Wolfram-Kontrollen treffen Japans WF6-Versorgung

Im Februar 2025 verhängte Peking Ausfuhrbeschränkungen für Wolfram und vier weitere Metalle, was für den Export dieser Materialien Lizenzen für alle zwanzig geschäftsbezogenen Produkte erforderlich machte, wie Reuters berichtete. Diese Beschränkungen wurden als Reaktion auf US-Zölle dargestellt und sollen Chinas nationale Sicherheitsinteressen schützen.

Die nachgelagerten Auswirkungen dieser Beschränkungen trafen japanische Hersteller von Wolframhexafluorid (WF6) viel stärker als erwartet. WF6 ist eine essentielle Verbindung, die zum Abscheiden von Wolfram-Interconnects in Logik-Chips, DRAM, HBM und 3D-NAND verwendet wird. Die japanischen Hersteller Kanto Denka und Central Glass teilten ihren Kunden in Südkorea mit, dass sie ihre Lagerbestände aufgebraucht hätten und wahrscheinlich nicht in der Lage sein würden, bis in die zweite Hälfte des Jahres 2026 eine nachhaltige Versorgung sicherzustellen.

Japanische Hersteller machen etwa 24 % der weltweiten WF6-Produktion aus. Es gibt nur wenige Alternativen, um das von japanischen Produzenten verursachte Defizit durch Lieferanten aus westlichen Ländern zu decken. Laut Reuters hat die USA den Wolfram-Bergbau im Jahr 2015 eingestellt und seit 1997 kein raffiniertes Wismut mehr produziert.

Chinesische Gasproduzenten versuchen, die Knappheit zu füllen

Die rasche Expansion der inländischen chinesischen Gasproduktion wird unternommen, um diese Chance zu nutzen. CSIC Special Gases betreibt derzeit eine WF6-Produktionskapazität von 2.000 Tonnen pro Jahr mit Plänen, weitere 1.000 Tonnen hinzuzufügen, um bis 2027 auf 3.000 Tonnen zu kommen, was es laut CICC-Bericht zum größten Produzenten der Welt macht. Währenddessen haben HaoHua und Zhongju Core jeweils eine Kapazität von 600 Tonnen, und Heyuan Gas beabsichtigt, in diesem Jahr die Produktionsversuche in einer Anlage mit 600 Tonnen zu beginnen.

Preisdaten sind ein Indiz für diese Transformation der Produktionsniveaus. Basierend auf Zolldaten der Allgemeinen Zollverwaltung Chinas überstieg der durchschnittliche Exportpreis für WF6 zwischen Januar und Mai 2026 950.000 Renminbi pro Tonne. Darüber hinaus lag der Marktpreis für 6N (99,9999 % reines) WF6 Ende Juni zwischen 2 Millionen Renminbi und 2,5 Millionen US-Dollar pro Tonne.

Elektronische Spezialgase werden zu einem strategischen Engpass bei Chips

Der globale ESG-Markt wird bis 2032 auf 6,9 Milliarden US-Dollar geschätzt, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,4 % entspricht; im Jahr 2025 lag er bei etwa 5,1 Milliarden US-Dollar, laut Persistence Market Research. Der asiatisch-pazifische Raum macht 69 % des ESG-Verbrauchs aus, angetrieben durch die Konzentration der Halbleiterfertigung in China, Taiwan und Südkorea.

Laut dem CICC-Bericht kontrollieren die vier großen weltweiten Konzerne Linde, Air Liquide, Air Products und Nippon Sanso immer noch über 70 % des gesamten Marktes für elektronische Gase. Derzeit stammen etwa 25 % der elektronischen Gase für die integrierte Schaltungsherstellung in China aus lokaler Quelle. Diese Zahl steigt.

Der CICC-Bericht stellt fest, dass sich die Produktion von ESG in China gleichzeitig ausweiten und aggressiv sowohl Mengen- als auch Preisvorteile erzielen kann, was für ähnliche Rohstoffe in der Lieferkette selten der Fall ist.

Chiphersteller sehen sich neuen Versorgungsrisiken in der KI-Hardwareproduktion gegenüber

Hyperscaler-Unternehmen und die von ihnen finanzierten Chiphersteller stehen vor der unmittelbaren Frage nach möglichen Verzögerungen bei den Fab-Ramp-Plänen in Südkorea und anderen Ländern aufgrund von Einschränkungen bei der WF6-Versorgung. Die großen HBM-Produzenten Samsung und SK Hynix haben Störungen in ihren Lieferketten, die bis dahin weitgehend auf Japan verlassen waren.

Darüber hinaus stellt der vorherrschende Trend zur Abhängigkeit von chinesischen Quellen für Spezialgase eine neue Abhängigkeit für eine Branche dar, die bereits aufgrund von US-amerikanisch-chinesischen Technologiebeschränkungen vor Herausforderungen steht. Die Akzeptanz dieses Trade-offs wird wahrscheinlich von der Qualitätszertifizierung für die Reinheit der Spezialgase, den Vorlaufzeiten für die Qualifizierung von High-End-Fabs und der Geschwindigkeit abhängen, mit der alternative Wolframquellen, die nicht aus China stammen, gefunden werden können.