I controlli sulle esportazioni di tungsteno della Cina e la domanda di chip AI si scontrano, rimodellando la catena di approvvigionamento globale dei gas speciali

Un recente rapporto di ricerca della China International Capital Corporation (CICC) pubblicato il 26 giugno mostra che l'aumento della spesa per le infrastrutture AI e il divieto da parte del governo cinese di esportare tungsteno ad alta purezza stanno esercitando pressione sull'offerta mondiale di gas speciali elettronici (ESG), un componente critico necessario per la produzione di tutti i chip AI avanzati.

L'importanza dell'attuale interruzione deriva dalla combinazione attuale di due forze separate: la domanda di questi gas sta crescendo rapidamente a causa della crescente influenza dell'AI e la catena di approvvigionamento attraverso il Giappone è stata interrotta.

I produttori di chip che creano i processori necessari per i data center che supportano modelli linguistici di grandi dimensioni, sistemi di inferenza di machine learning basati su cloud e strutture di addestramento AI affronteranno un collo di bottiglia nella loro produzione, così come i produttori di questi gas. Il collo di bottiglia non è la capacità dei fab o dell'assemblaggio/imballaggio, ma piuttosto i gas di incisione dei semiconduttori utilizzati per creare i percorsi elettrici che limiteranno i livelli di produzione.

La domanda di chip AI aumenta la pressione sui gas speciali

Secondo un approfondito report sull'ESG nei materiali semiconduttori di Nanda Optoelectronics, l'ESG rappresenta circa il 13% dei materiali utilizzati nella fabbricazione dei wafer. Ciò rende l'ESG il secondo gruppo più grande di materiali utilizzati nella fabbricazione dei wafer, dopo i wafer di silicio.

Ciò che realmente differenzia l'impatto dell'AI da altre cose non è solo il volume più elevato di chip prodotti, ma il fatto che il consumo totale di gas per wafer è aumentato in modo esponenziale a causa della diminuzione delle geometrie dei transistor. Nella tecnologia di processo a 65nm, ci sono tipicamente circa 20 processi di incisione per ogni wafer e, in confronto, al nodo a 7nm, che viene utilizzato per produrre molti dispositivi di accelerazione AI attuali, questa cifra è aumentata a circa 140.

Ad aggiungere pressione al consumo di gas è la memoria ad alta larghezza di banda (HBM), che è la spina dorsale dell'hardware di addestramento AI. I processi di incisione profonda per la creazione di vias attraverso il silicio (TSV) nell'HBM utilizzano esfluoruro di zolfo e ottfluorociclobutano. A causa del numero crescente di strati 3D NAND nello storage non volatile legato all'AI, la domanda di questi gas continua a crescere.

Detto questo, l'importo in dollari speso per l'aumento della produzione di semiconduttori a causa dell'AI continua a crescere rapidamente, come dimostrano le previsioni sia per le fonderie che per i fornitori di servizi cloud.

TrendForce ha previsto che i ricavi globali delle fonderie saranno di 218,8 miliardi di dollari nel 2026, con una crescita anno su anno del 24,8%. Le spese in capitale effettuate dai 8 maggiori fornitori di servizi cloud aumenteranno di circa il 61% rispetto all'anno precedente, mentre le spedizioni globali di server AI dovrebbero aumentare di circa il 28%, secondo il rapporto CICC.

I controlli sul tungsteno della Cina colpiscono l'offerta di WF6 in Giappone

Nel febbraio 2025, Pechino ha imposto restrizioni all'esportazione di tungsteno e altri quattro metalli, richiedendo licenze per tutti i venti prodotti legati al business per esportare questi materiali, come riportato da Reuters. Queste restrizioni sono state presentate come una risposta ai dazi statunitensi e sono progettate per proteggere gli interessi di sicurezza nazionale della Cina.

Gli effetti a valle di queste restrizioni hanno colpito i produttori giapponesi di esfluoruro di tungsteno (WF6) molto più del previsto. Il WF6 è un composto essenziale utilizzato per depositare interconnessioni in tungsteno nei chip logici, DRAM, HBM e 3D NAND. I produttori giapponesi Kanto Denka e Central Glass hanno notificato ai loro clienti in Corea del Sud di aver esaurito le scorte e di non essere probabilmente in grado di garantire un approvvigionamento sostenibile per la seconda metà del 2026.

I produttori giapponesi rappresentano circa il 24% della produzione globale di WF6. Ci sono poche alternative per colmare il vuoto lasciato dai produttori giapponesi con fornitori situati nei paesi occidentali. Ad esempio, secondo Reuters, gli Stati Uniti hanno interrotto le operazioni di estrazione del tungsteno nel 2015 e non producono bismuto raffinato dal 1997.

I produttori cinesi di gas si muovono per colmare il deficit

Si sta intraprendendo una rapida espansione della produzione domestica di gas cinese per capitalizzare questa opportunità. CSIC Special Gases, ad esempio, opera attualmente con una capacità di produzione di WF6 di 2.000 tonnellate all'anno, con piani di aggiungere ulteriori 1.000 tonnellate per raggiungere le 3.000 tonnellate entro il 2027, rendendola il più grande produttore mondiale secondo il rapporto CICC. Nel frattempo, HaoHua e Zhongju Core hanno una capacità di 600 tonnellate ciascuna e Heyuan Gas intende avviare la produzione di prova da una struttura da 600 tonnellate quest'anno.

I dati sui prezzi sono indicativi di questa trasformazione nei livelli di produzione. In base ai dati doganali dell'Amministrazione Generale delle Dogane della Cina, il prezzo di esportazione medio per il WF6 tra gennaio e maggio 2026 ha superato i 950.000 RMB a tonnellata. Inoltre, alla fine di giugno, la quotazione di mercato per il WF6 6N (99,9999% puro) era compresa tra 2 milioni e 2,5 milioni di RMB a tonnellata.

I gas speciali elettronici diventano un collo di bottiglia strategico per i chip

Il mercato globale dell'ESG si stima raggiungerà 6,9 miliardi di dollari entro il 2032, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 4,4%; era di circa 5,1 miliardi di dollari nel 2025, secondo Persistence Market Research. L'Asia-Pacifico rappresenta il 69% del consumo di ESG, trainato dalla concentrazione della produzione di semiconduttori in Cina, Taiwan e Corea del Sud.

Secondo il rapporto CICC, le quattro principali corporation mondiali, Linde, Air Liquide, Air Products e Nippon Sanso, controllano ancora oltre il 70% del mercato totale dei gas elettronici. Attualmente, circa il 25% dei gas elettronici per la produzione di circuiti integrati in Cina è di origine locale. Questo numero è in aumento.

Il rapporto CICC afferma che c'è un'opportunità per la produzione di ESG dalla Cina di aumentare simultaneamente e guadagnare aggressivamente vantaggi sia in volume che in prezzo, cosa rara per commodities simili lungo la catena di approvvigionamento.

I produttori di chip affrontano nuovi rischi di approvvigionamento nella produzione di hardware AI

Le imprese hyperscaler e i produttori di chip che finanziano affrontano entrambe domande immediate riguardo a potenziali ritardi nei programmi di rampa dei fab in Corea del Sud e in altri paesi a causa delle limitazioni sull'offerta di WF6. I principali produttori di HBM Samsung e SK Hynix hanno interruzioni nelle loro catene di approvvigionamento, che hanno fatto affidamento principalmente sul Giappone fino a questo punto.

Inoltre, la tendenza prevalente verso l'affidamento su fonti cinesi per gas specializzati presenta anche una nuova dipendenza per un'industria che sta già affrontando sfide a causa delle restrizioni tecnologiche tra Stati Uniti e Cina. L'accettabilità di questo compromesso sarà probabilmente determinata dalla certificazione di qualità per la purezza dei gas speciali, dai tempi di attesa per la qualificazione dei fab di ultima generazione e dalla velocità con cui possono essere trovate fonti alternative di tungsteno che non originano dalla Cina.