De halfgeleiderketen herinnert ons er opnieuw aan dat een geavanceerde chip niet alleen afhankelijk is van EUV, HBM, 3D-packaging of geavanceerde fabrieken. Ook materialen die veel minder zichtbaar zijn, maar cruciaal voor het bereiken van een schone wafer voor de volgende processtap. Het laatste waarschuwingssignaal komt uit Zuid-Korea: de voorraad hoogzuiver CO₂ gebruikt in superkritische reinigingsprocessen raakt beperkt.
De waarschuwing treft vooral de belangrijkste geheugenchipfabrikanten van het land. Volgens sectorinformatie uit Korea gebruikt Samsung Electronics ongeveer 1.800-2.000 ton hoogzuiver CO₂ per maand, terwijl SK hynix circa 600-700 ton verbruikt. Tot dusver zijn er geen productieonderbrekingen gemeld, maar de voorraden worden langzaam kleiner dan de gebruikelijke reserve van een maand.
Het probleem ligt niet binnen de chipfabrieken zelf. Het ontstaan veel eerder, bij raffinaderijen, petrochimische fabrieken en waterstofproductie-installaties. Het industriële CO₂ dat als grondstof wordt gebruikt, wordt grotendeels verkregen als nevenproduct van deze processen. Als het gebruik van deze fabrieken afneemt, neemt ook de beschikbare hoeveelheid CO₂ voor zuivering en levering af. In een industrie waar voorraden streng worden gemeten, kan dat snel leiden tot een operationeel risico.
Waarom heeft een chip hoogzuiver CO₂ nodig?
In de halfgeleiderindustrie betekent het reinigen van een wafer niet simpelweg het verwijderen van stof. Naarmate de nodes verder gaan, worden de patronen smaller, hoger en kwetsbaarder. Restanten van eerdere processen kunnen vastzitten in microscopisch kleine structuren, en agressieve reiniging kan de net vervaardigde patronen beschadigen. Daarom gebruikt de industrie steeds meer gespecialiseerd gereedschap en technieken.
Superkritische reiniging met CO₂ benut een heel specifieke fysische eigenschap: wanneer kooldioxide boven zijn kritische temperatuur en druk wordt gebracht, komt het in een toestand waarin het zich niet meer gedraagt als een gas of vloeistof. Het heeft voldoende dichtheid om residuen op te lossen, maar kan ook door fijne patronen dringen zoals een gas. Hierdoor kan het contaminanten verwijderen zonder de hogere oppervlaktespanning die andere vloeistofprocessen veroorzaken.
Dit is geen onbelangrijk punt. In geavanceerde structuren kan een slechte droging of reiniging leiden tot patrooncollapse, ongewenste adhesie, contaminatie of prestatieverlies. Bij moderne geheugens en logische chips, waarin een wafer vele lagen en stappen bevat, kan een kleine afwijking leiden tot significante opbrengstverlies.
| Item | Rol in het proces |
|---|---|
| Hoogzuiver CO₂ | Reinigingsmedium in superkritische toestand |
| Hoge druk en gecontroleerde temperatuur | Bereiken van de superkritische staat |
| Lage oppervlaktespanning | Penetreert fijne structuren zonder patronen te beschadigen |
| Hoge zuiverheid | Vermindert contaminatierisico op de wafer |
| Geavanceerde reiniging | Verwijdert residuen in DRAM-, NAND- en logische processen |
Zuiverheid is net zo belangrijk als de levering. De industrie kan niet zomaar standaard industrieel CO₂ vervangen door semiconductor-grade CO₂. Onzuiverheden kunnen defecten veroorzaken op de wafers, en in geavanceerde processen zijn deze defecten kostbaar. Het is daarom niet voldoende om simpelweg meer CO₂ te kopen: het vereist een geschikte feedstock, zuiveringscapaciteit, transport, opslag en kwaliteitscontrole.
De verborgen afhankelijkheid van raffinaderijen en petrochimie
De huidige schaarste toont een kwetsbare afhankelijkheid. Hoewel chipfabrikanten vaak worden gezien als de meest geavanceerde sector in de digitale economie, komen veel kritieke materialen uit traditionele industrieën zoals raffinage, petrochimie of industriële gassen-productie. Als deze fabrieken hun productie verminderen, kan de impact doorsijpelen tot de cleanrooms in andere delen van de keten.
De Koreaanse sector wijst op een daling in de CO₂-productie uit deze bronnen door verminderde inzet van raffinaderijen en petrochimische fabrieken, mede door de spanningen in energiemarkten en olieprijzen. Het resultaat is een industrieel paradox: hoewel Samsung en SK hynix bereid zijn meer te betalen, kunnen leveranciers niet meteen de productie verhogen door het gebrek aan grondstoffen.
De prijs van vloeibaar CO₂ zou sinds begin dit jaar met ongeveer 20% zijn gestegen, en de industrie verwacht dat de spanningen nog tot het einde van het jaar kunnen aanhouden. Nationale leveranciers zoals Taekyung Chemical, Sundo Chemical, Dongkwang Chemical en SK Air Plus worden genoemd, waarbij Taekyung een belangrijke speler is op de Koreaanse markt.
| Drukfactor | Gevolg voor halfgeleiders |
|---|---|
| Verminderde raffinage-activiteit | Minder beschikbaarheid van nevenproduct CO₂ |
| Lagere inzet van petrochimie | Vermindering van grondstof voor zuivering |
| Hogere energiekosten en logistiek | Stijging van de prijs van vloeibaar CO₂ |
| Voorraad lager dan een maand | Kleiner marge bij onderbrekingen |
| Onvermogen om snel de productie te verhogen | Risico op langdurige toevoerspanning |
De vergelijking met andere materialen is geen toeval. De industrie heeft al eerder crises gekend met helium, anhydride fluorzuur, PGMEA en andere chemicaliën met zeer gespecialiseerde supply chains. Elke crisis onderstreept dezelfde les: chips maken is niet alleen transistors produceren. Het is coördinatie van honderden materialen, gassen, chemicaliën, onderdelen en diensten met uiterst strakke toleranties.
Samsung en SK hynix nog niet gestopt, maar de marge slinkt
Voorlopig heeft de situatie nog niet geleid tot duidelijke productieonderbrekingen bij Samsung of SK hynix. Dat is het belangrijkste om alarmisme te voorkomen. Het betreft geen fabriekssluitingen, maar een signaal van mogelijk risico voor een materiaal dat wordt gebruikt in geavanceerde processen. Het gevaar is dat de veiligheidsmarge kleiner wordt.
In een chipfabriek zijn de voorraden doorgaans niet enorm. Het aanhouden van grote hoeveelheden hoogzuivere gassen en chemicaliën is kostbaar, vraagt om speciale omstandigheden en is niet altijd praktisch. Het gebruikelijke model combineert contracten, goedgekeurde leveranciers, betrouwbare logistiek en een zekere veiligheidsmarge. Als die marge onder het normale niveau zakt en de leverancier niet kan verhogen, helpt een hogere prijs niet altijd meer.
Bovendien treedt de druk op een moment dat de vraag naar geheugenchips uitzonderlijk hoog is. SK hynix heeft geprofiteerd van de explosieve groei in HBM voor AI, en overtrof in juni 2026 Samsung als de meest waardevolle beursgenoteerde Koreaanse onderneming. Samsung richt zich op versterking in geavanceerd geheugen en fabricage. Voor beide is voortgezette productie essentieel.
Een knelpunt in hoogzuiver CO₂ beïnvloedt niet alle processen gelijk, maar raakt wel een kritische stap bij geavanceerde nodes: hoe kleiner de structuur, hoe moeilijker het is te reinigen zonder schade. En hoe duurder de wafer, hoe groter de impact van prestatieverlies.
De nieuwe kwetsbaarheid van de meest geavanceerde industrie
De situatie met CO₂ benadrukt dat de halfgeleiderketen fysieker is dan vaak wordt aangenomen. AI, datacenters en HBM-geheugen lijken vooral te draaien om ontwerp, lithografie en rekenkracht. Maar onderhuids draait het om een netwerk van gassen, oplosmiddelen, metalen, energie, transport, ultrapuur water, pompen, kleppen, filters en uiterst gespecialiseerde materialen.
Een klein defect kan het hele systeem in gevaar brengen.
Al jaren spreekt de industrie over veerkracht, diversificatie en veilige bevoorradingsketens. Die gesprekken richten zich meestal op eindproducten, fabrieken, EUV-machines of geopolitieke beperkingen. Maar het gevaar ligt ook in nevenproducten uit niet-technologische industrieën. Hoogzuiver CO₂ is daar een goed voorbeeld van: afkomstig uit raffinage en petrochemie, gezuiverd voor kritische toepassingen en uiteindelijk essentieel voor het maken van geavanceerd geheugen en logica.
Voor Zuid-Korea is deze waarschuwing bijzonder ernstig omdat Samsung en SK hynix samen een groot deel van de wereldwijde geheugenproductie voor hun rekening nemen. Bij aanhoudende spanning zullen fabrikanten hun contracten moeten versterken, leveranciers diversifiëren, bronnen voor grondstoffen zekerstellen en mogelijk hun strategische voorraden voor gassen en chemicaliën herzien.
AI heeft geavanceerd geheugen tot een geopolitiek actief gemaakt. Het wordt nu duidelijk dat ook geheugen afhankelijk is van een minder glanzende, maar net zo belangrijke voorraadketen materialen. CO₂ wordt niet getoond op grote acceleratordocumentaties, maar zonder nauwkeurige reiniging geen perfecte wafer. En zonder perfecte wafers geen state-of-the-art chips.
Veelgestelde vragen
Waarom is er een tekort aan hoogzuiver CO₂ voor halfgeleiders?
Omdat de beschikbaarheid van CO₂ uit raffinaderijen, petrochimie en waterstofproductie is afgenomen. Zonder deze grondstof kunnen leveranciers niet snel extra volume leveren.
Waarvoor wordt CO₂ gebruikt bij chipfabricage?
In superkritische reinigingsprocessen om residuen en contaminanten van geavanceerde wafers te verwijderen zonder delicate patronen te beschadigen.
Hebben Samsung en SK hynix de productie stilgelegd?
Vooralsnog zijn er geen aanwijzingen voor productieonderbrekingen. De waarschuwing richt zich op voorraadvermindering en moeilijkheden bij het veiligstellen van extra volume.
Hoeveel CO₂ verbruiken Samsung en SK hynix?
Volgens Koreaanse sectorinformatie zou Samsung ongeveer 1.800-2.000 ton per maand gebruiken, SK hynix circa 600-700 ton.
Kan dit de geheugenprijzen verhogen?
Niet rechtstreeks, maar het voegt een extra druklaag toe aan een reeds gespannen keten, vooral door de hoge vraag naar AI, HBM, en kritieke materialen in geavanceerde nodes.
naar: thelec.kr