Impact van de stijgende hafniumkosten op de halfgeleiderproductie

Hafnium is een veelzijdig zilverwit metaal dat in diverse sectoren wordt gebruikt vanwege zijn unieke eigenschappen. Het is zeer gewild voor toepassingen in de luchtvaart en industriële legeringen, halfgeleiders, datacontroleopslagapparatuur, kernreactoren en defensiecomponenten.

Impact van de stijgende hafniumkosten op de halfgeleiderproductie

Hafnium is een veelzijdig zilverwit metaal dat in diverse sectoren breed wordt toegepast vanwege zijn unieke eigenschappen. Dit metaal is zeer gewild voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart en industriële legeringen, halfgeleiders, datadragers, kernreactoren en defensiecomponenten. 

Het hoge diëlektrische constante van hafnium maakt het een essentieel materiaal voor het behouden van capaciteit en het verminderen van energieverlies bij de productie van chips. Daarom wordt het veelvuldig ingezet bij de productie van nanochips en DRAM in de halfgeleiderindustrie. 

De sterke vraag vanuit de luchtvaart- en elektronicasector heeft een prijsstijging van 400% veroorzaakt, wat hafnium naar recordhoogtes heeft gebracht. De huidige prijs van hafnium ligt tussen $4.500-$5.000 per kg, tegenover $1.200-$1.400 per kg een jaar geleden.

"Met het herstel van de productie van vliegtuigen en de toenemende vraag naar hafniumtetrachloridecoatings door halfgeleiderfabrikanten voor de volgende generatie nanochips, ondervindt de hafniummarkt momenteel een aanzienlijke disbalans tussen vraag en aanbod," aldus Rowena Smith, CEO van Australian Strategic Materials.

De hafniummarkt

De verwachting is dat de vraag naar hafnium blijft stijgen, mede door het groeiend gebruik in sectoren als luchtvaart, industriële turbines, halfgeleiderproductie, optische coatings en kernreactoren. Deze sectoren zijn samen goed voor bijna 50% van de wereldwijde vraag. 

Deze groeiende vraag zal naar verwachting aanhouden, zeker in China, waar het verbruik van hafnium naar verwachting het hoogste samengestelde jaarlijkse groeipercentage zal hebben tussen 2023-2028. Dit komt door plannen om jaarlijks zes tot acht kernreactoren te bouwen en ingrijpende projecten op het gebied van halfgeleiders en elektrificatie.

De wereldwijde beschikbaarheid van hafnium is echter beperkt, omdat het niet direct geproduceerd kan worden, maar als bijproduct van het zuiveren van zirkonium ontstaat. Deze beperking wordt verder versterkt door de verhouding van 50:1 tussen zirkonium- en hafniumproductie; er is ongeveer 50 ton zirkonium nodig voor de productie van één ton hafnium. Hierdoor is de productie van hafnium zowel kostbaar als tijdsintensief.

Bovendien is de productie van hafnium momenteel geconcentreerd in Frankrijk en de Verenigde Staten, waardoor er wereldwijd sprake is van een beperkt aanbod. Het Russische verbod op het exporteren van dual-use materialen en China’s beperkte export van hafnium verergeren het wereldwijd tekort aan dit metaal. 

De bestaande beperkingen in productie en aanbod van hafnium, in combinatie met de toenemende vraag, zorgen voor schaarste en prijsstijgingen van het metaal.

Global Hafnium Market
*bron MMR

Wat betekent dit voor de halfgeleiderindustrie

Door de stijgende prijs van hafnium lopen ook de productiekosten op voor halfgeleiderfabrikanten en grote geheugenchipproducenten zoals Samsung Electronics en SK Hynix, beiden behoren tot de grootste afnemers van hafnium. 

Een dunne laag van het metaal wordt aangebracht op de condensatoren in de atomaire lagen van DRAM’s, waardoor hafnium cruciaal is bij de vervaardiging van DRAM voor het isoleren en voorkomen van stroomlekken tussen condensatoren.

Momenteel ontvangt Samsung Electronics zijn volledige hafniumlevering van Adeca Korea. SK Hynix ontvangt zijn voorraad via SK Trichem, die op zijn beurt materialen betrekt van Lake Materials, UP Chemical en andere leveranciers, met een geschat jaarlijks verbruik van 100 ton per partij. Door de fors gestegen metaalprijs nemen de productiekosten van deze bedrijven verder toe. 
Volgens een industrieanalist is de prijsstijging van grondstoffen aanzienlijk, waardoor Samsung Electronics, SK Hynix en andere fabrikanten niet kunnen ontsnappen aan de kostenstijging, wat uiteindelijk zal leiden tot prijsverhogingen bij DRAM’s. 

Hoewel de supply chain-verstoringen en tekorten aan halfgeleiders als gevolg van de pandemie afnemen, blijven andere factoren, zoals tekorten aan grondstoffen, invloed houden op de beschikbaarheid en prijsstelling van chips. Ontdek hoe Z2Data u helpt grip te houden op markt- en supply chain-verstoringen zodat u veerkracht in uw bedrijfsvoering opbouwt, van engineering, compliance, supply chain tot procurement, met ’s werelds meest uitgebreide leveranciers-, component- en marktdata.