Hafnium ist ein vielseitiges, silbrig-weißes Metall, das aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften in zahlreichen Branchen eingesetzt wird. Es wird insbesondere für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, in Industrielegierungen, Halbleitern, Datenspeichergeräten, Kernreaktoren sowie Verteidigungskomponenten stark nachgefragt.
Seine hohe dielektrische Konstante macht Hafnium zu einem unverzichtbaren Werkstoff, um die Kapazität zu erhalten und Stromverluste bei der Chipproduktion zu minimieren. Daher wird es in der Halbleiterfertigung von Nanochips und bei der Herstellung von DRAM weit verbreitet eingesetzt.
Die starke Nachfrage der Luft- und Raumfahrt- sowie Elektronikindustrie hat einen Preisanstieg von 400 % bei Hafnium ausgelöst und die Preise auf Rekordhöhen getrieben. Der aktuelle Preis liegt zwischen 4.500–5.000 US-Dollar pro Kilogramm, verglichen mit 1.200–1.400 US-Dollar vor einem Jahr.
„Mit der Wiederbelebung der Flugzeugproduktion und der steigenden Nachfrage nach Hafniumtetrachlorid-Beschichtungen seitens Halbleiterherstellern für die nächste Generation von Nanochips erlebt der Hafniummarkt aktuell eine deutliche Disparität zwischen Angebot und Nachfrage“, sagte Rowena Smith, CEO bei Australian Strategic Materials.
Der Hafnium-Markt
Der Bedarf an Hafnium wird voraussichtlich weiter steigen, bedingt durch seinen wachsenden Einsatz in verschiedensten Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, Industrieturbinen, Halbleiterfertigung, optischer Beschichtung und Kernreaktoren, die zusammen beinahe 50 % der weltweiten Nachfrage ausmachen.
Dieser Nachfragetrend wird sich voraussichtlich insbesondere in China fortsetzen: Für den Zeitraum 2023–2028 wird hier das höchste durchschnittliche jährliche Wachstum des Hafniumverbrauchs prognostiziert, da China plant, jährlich sechs bis acht Kernreaktoren zu bauen, zusätzlich zu Halbleiter- und Elektrifizierungsprojekten.
Die globale Hafnium-Versorgung ist jedoch derzeit eingeschränkt, da Hafnium nicht direkt erzeugt, sondern als Nebenprodukt des Zirkoniumreinigungsprozesses gewonnen wird. Verschärft wird diese Einschränkung durch das 50:1-Verhältnis von Zirkonium- zu Hafniumproduktion – es werden ca. 50 Tonnen Zirkonium benötigt, um eine einzige Tonne Hafnium zu gewinnen. Die Produktion von Hafnium ist daher sowohl teuer als auch zeitaufwendig.
Zudem konzentriert sich die Hafniumherstellung aktuell auf Frankreich und die USA, was das Angebot weiter verknappt. Das russische Exportlizenzverbot für Dual-Use-Materialien und Chinas begrenzter Export des Metalls haben das Defizit zusätzlich verschärft.
Die bestehenden Produktions- und Angebotsbeschränkungen, kombiniert mit zunehmender Nachfrage, führen zu einer Verknappung und damit zu Preisanstiegen bei Hafnium.
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Was bedeutet das für die Halbleiterindustrie?
Mit dem Preisanstieg für Hafnium steigen auch die Herstellungskosten für Halbleiterproduzenten und führende Speicherhersteller wie Samsung Electronics und SK Hynix, die zu den weltweit größten Hafniumnutzern gehören.
Eine dünne Hafnium-Schicht wird auf Kartuschenspeicher (Kondensatoren) der atomaren DRAM-Schichten aufgebracht, um zu isolieren und Stromlecks zwischen den Kondensatoren zu vermeiden – damit ist Hafnium essenziell für die DRAM-Produktion.
Derzeit bezieht Samsung Electronics seinen gesamten Hafniumbedarf von Adeca Korea. Im Gegensatz dazu erhält SK Hynix Material von SK Trichem, welches wiederum von Lake Materials, UP Chemical und weiteren Lieferanten beliefert wird, wobei der Hafnium-Verbrauch auf ca. 100 Tonnen pro Jahr geschätzt wird. Durch den signifikanten Preisanstieg für das Metall erhöhen sich die Produktionskosten dieser Unternehmen.
Ein Branchenanalyst bestätigt: Der Preisanstieg bei Rohmaterialien ist beträchtlich, sodass Samsung Electronics, SK Hynix und andere Hersteller diesem Kosteneffekt künftig nicht entgehen können. Dies wird zu Preissteigerungen bei DRAM führen.
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