当全球半导体市场的目光聚焦于 HBM、光刻胶及氖气时，一种极易被忽视的工业气体——高纯度二氧化碳（HPCD），正悄然逼近三星与 SK 海力士的库存红线。
近日，韩国业界拉响供应警报：受上游炼化开工率下滑及中东地缘局势扰动，电子级高纯 CO₂供应急剧趋紧。数据显示，三星电子与 SK 海力士的月均消耗量分别高达 1800—2000 吨和 600—700 吨，而目前双方合计库存已跌破“一个月”的安全基准。尽管当前产线尚未停摆，但“溢价亦难获增量”已成既定事实。
这并非普通的周期波动，而是多重宏观力量交织下的结构性断裂。AI 先进制程的刚性扩产、炼化产业开工率下滑、中东地缘扰动，多重因素共振，直击"CO₂作为石化副产品”这一供应链最脆弱的命门。
先进制程为何无法脱离 CO₂？
HPCD 在现代半导体精密工艺中扮演不可替代的核心角色。特别是在 5nm、3nm 乃至更先进制程产能大规模扩张期，单片晶圆对 HPCD 的消耗量急剧攀升，尤其在 12 英寸晶圆的化学气相沉积（CVD）及超临界清洗工艺中，需求尤为刚性。
通常要求纯度达到 6N 级（99.9999% 以上）的高纯度 CO₂，主要深度参与两道关键工艺：
超临界清洗工艺
当 CO₂被加压加温推至“超临界状态”时，兼具液体的溶解能力与气体的渗透能力。其液体般的密度能高效溶解晶圆表面残留物，气体般的特性则能深入先进制程极窄线宽、高深宽比结构的底部，彻底带走微小颗粒。随着芯片制程向 5nm、3nm 甚至 2nm 演进，图案间距加密、沟槽加深，传统湿法清洗难以触及底部，超临界 CO₂几乎是唯一经济且可行的清洗选项。
光刻与 CVD 辅助工艺
在部分光刻工艺的显影气氛调节，以及 12 英寸晶圆 CVD 环节的惰性/反应气氛营造中，同样需大量消耗 HPCD。随着先进制程在整体产能中占比抬升，单片晶圆的耗量随之增加。
关键在于，在现有成熟且具经济效益的工艺体系中，HPCD 替代性极低。晶圆厂不会因价格上涨更换气体，一旦面临断供，产业链缺乏"B 计划”，将面临直接停线风险。
供应端为何出现断裂？
全球电子级 HPCD 货源结构存在隐藏弱点：其绝大多数并非专门开采，而是炼油、石化、制氢的副产品。
具体而言，炼油厂制氢装置及石化企业环氧乙烷/乙二醇装置在生产主产品过程中副产高浓度 CO₂，经气体公司捕获、提纯并压缩，最终转化为液态高纯或电子级 CO₂。
从供给格局看，韩国本土主要供应商包括泰京化学、善都化学、东光化学及 SK Airplus，其中泰京化学居首位；中国大陆金宏气体是目前国内电子级 CO₂产能最大企业（年产能约 2.6 万吨），凯美特气等企业也正积极布局扩产。
然而，危机根源恰恰在于“副产物”属性——产量完全受制于主产品开工率。自 2025 年以来，受中东局势影响，炼油及石化企业开工率下滑，直接导致副产电子级 CO₂大幅缩水，引发严重供应危机。
目前，中东地缘局势持续紧张导致原油供应前景不明、油价高企且剧烈波动，迫使韩国及部分亚洲地区炼厂和石化装置下调开工率。随之而来的是，制氢与环氧乙烷等环节副产 CO₂同步大幅减产，气体公司因原料气严重不足，最终导致提纯后的电子级 CO₂全面紧缺。
一家韩国气体供应商表示：“因原料供应不足，我们无法满足客户需求，短期内无切实可行的增产办法。”
需求端为何呈现“洪水”之势？
若说供应端是“断流”，需求端则是“洪水”。本轮危机的最大特征在于半导体行业对超纯级二氧化碳（6N 或更高）的爆炸性需求。
2025-2026 年，全球人工智能产业进入高速发展期，高性能计算芯片（GPU、AI 加速器等）需求呈指数级增长。三星、SK 海力士等巨头开足马力扩产，每月消耗数千吨高纯度二氧化碳。特别是先进制程单片晶圆 HPCD 耗量比成熟制程高出一个量级，且超临界清洗在先进节点几乎必用。
据统计，三星电子月需求量约为 1800 至 2000 吨，主要消耗在其最先进的 3D NAND 高深宽比微细结构清洗中；SK 海力士月需求量约为 600 至 700 吨，随着 HBM4 多层堆叠存储芯片产能飙升，其超临界清洗需求增长最为迫切。
两家韩系存储巨头月消耗总计 2400—2700 吨，折合年需求总量约为 2.88 万—3.24 万吨。这仅是韩国一地需求。由 AI 驱动的“芯”需求如同巨大抽水泵，将市场上本就稀缺的 HPCD 迅速抽干。
行业人士指出：“继氦气、无水氟化氢和 PGMEA 供应中断后，源自中东的地缘政治风险再次冲击半导体材料。最新的二氧化碳短缺凸显了半导体材料供应链与炼油、石化行业副产品之间错综复杂的联系。”
半导体供应链的“副产品危机”
回顾过去 5 年，半导体供应链的副产品多次受地缘政治、出口管制等影响出现紧缺。从 2022 年战火波及的氖气，到 2023 年受出口管制与环保限产夹击的无水氟化氢，再到 2026 年因炼厂开工率下滑叠加 AI 需求爆发而告急的高纯 CO₂，这些危机共性显著：半导体所需高纯材料往往并非独立主产品，而是化工、能源或冶炼行业的副产品及下游衍生品。
本轮 CO₂短缺的特殊性与严峻性在于：AI 先进制程对超临界清洗的依赖是结构性抬升，单片晶圆耗量将持续攀升；同时，中东地缘局势构成了短期内难以消除的供给约束。
更为致命的是，电子级提纯的技术门槛与晶圆厂严苛的气体认证周期，决定了即便资金充足新建产能，也至少需要 12 至 18 个月才能转化为有效供给，使得当前供应链紧绷状态短期无解。
目前，凯美特气等国内厂商规划新增产能预计 2026 年投产，但从试产到客户认证再到稳定供货通常需数月到一年，2026 下半年能释放的有效增量有限。这意味着 2026 下半年至 2027 上半年，HPCD 大概率维持“紧平衡→阶段性紧缺”常态，除非中东地缘缓和、炼厂开工率回升，但这不在工业界可控范围内。
数据显示，韩国液态 CO₂现货价年初以来上涨约 20%。由于三星、海力士多签有超长期“长协价（LTA）”，现货涨幅在财报上尚未完全体现。截至 6 月 30 日，两家大厂均未确认因 HPCD 短缺导致停产，库存虽跌破一个月但仍有一道缓冲。
中国大陆方面，金宏气体电子级 CO₂价格从年初 3 万—3.2 万元/吨飙升至 4.5 万—5.2 万元/吨，涨幅超 40%，其 2.6 万吨产能基本满产满销。
中国大陆涨幅更凶的原因在于：中国晶圆厂（如中芯、华虹、长鑫）正处于产能疯狂扩张期，对电子级特气的“新增增量需求”冠绝全球。在供给锁死的情况下，增量买方只能在现货市场高价抢货，直接推高边际价格。
综上，半导体制造是连续性过程，气体中断比硅片缺货更致命。气体是每条线每道工序都在消耗的要素，一旦断供，产线停摆的直接损失按小时计可达亿美元量级。