最近 SemiAnalysis 一口气发布了六篇推文，主要阐述钨（Tungsten）可能是被严重低估的 AI 半导体建设瓶颈之一:

图中展示的是半导体晶圆上的：钨柱/通孔结构 + 钨锭 + 钨粉末 + WF₆ 气体钢瓶。其核心观点如下：钨是先进制程（尤其是高纵横比通孔填充）不可替代的关键材料；中国主导全球钨原料供应链（~80%）。随着中国出口大幅收紧，日本、韩国等下游 WF₆ 生产商出现原料短缺并推动价格暴涨。

为什么说钨和WF₆是半导体上游的结构性危机

钨在芯片里起到什么作用什么？

可以把芯片想象成一栋有几百层的摩天大楼，每层都“住着”上亿个晶体管。要让信号在层与层之间、以及晶体管与外部电路之间流动，就必须在芯片内部打出无数极细极深的“竖井”（接触孔 contact、通孔 via），再用金属把它们填满并连通。钨（W）正是填充这些“竖井”和关键互连结构的核心金属，原因主要有三点：超高熔点（3,422°C，金属中最高），能够承受后续高温工艺而不易失稳；优良的台阶覆盖与填孔能力（gap-fill），可在高深宽比的窄深孔中实现均匀、无缝填充，这是铝、铜难以做到的；抗电迁移、低电阻，在接触层与字线层等关键结构中综合性能更优。在 3D NAND 中，钨字线（word line）几乎是器件的结构骨架；在 7nm 以下先进逻辑与 HBM 中，钨同样不可或缺。先进互联材料里，真正具备竞争力的主要只剩铜与钨，铝基本退出。

WF₆又是什么？为什么是能锁喉？

钨是固体金属，无法直接“灌入”纳米级深孔。工程上通常采用化学气相沉积（CVD）：将钨转化为气态前驱体——六氟化钨（WF₆），通入反应腔后在晶圆表面分解（WF₆ + 3H₂ → W + 6HF），使纯钨以原子层的方式在孔内逐层“长”出来。WF₆目前仍是唯一商用化成熟的钨 CVD/ALD 前驱体，沸点约 17°C，易于气化输送、分解相对干净。但它对纯度的要求极高——电子级通常需 99.999%（5N）以上，先进制程则要求 6N 甚至 7N，杂质需控制在 ppb（十亿分之一）量级。

制造工艺与瓶颈：WF₆由高纯钨粉与氟气在高温下反应生成（W + 3F₂ → WF₆），再经多级蒸馏、吸附等流程提纯到电子级。主要难点在于：(1) 高纯钨粉来源——约占 WF₆ 成本的 60–70%，而全球 80% 以上钨粉产自中国；(2) 提纯与批次一致性——晶圆厂最担心的往往不是“做不到 6N”，而是“这批 6N、下批变 5.5N”，质量管理体系壁垒极高，全球能稳定供应电子级 WF₆ 的公司不到五家。采矿：USGS数据显示，2024 年中国占全球钨矿产量 83%（6.7 万/8 万吨），储量约占 52%；中国以外产量合计仅约占 20%（如上一张所述）；冶炼/APT/钨粉：仲钨酸铵（APT）与高纯钨粉环节，中国份额更高；WF₆ 电子特气：全球格局为“中韩领先、日欧跟随”，中国厂商占全球 50% 以上市场份额，一家国内市占超 70%，日本最近遭遇暴击。

需求增长驱动：3D NAND层数飙升：从 128 层 → 200 层 → 300 层以上，每增加一层就多一次钨沉积循环；200 层意味着约 200 次沉积。单片晶圆从 128 层升到 232 层，WF₆ 需求几乎翻倍——即使投片量不变。HBM爆发：AI 芯片带动 HBM 渗透率快速提升。为填补日本退出带来的缺口，韩国 SK Specialty 已与三星签订每月 150 吨（约 1,800 吨/年）的 WF₆ 长协，显示单一大客户的边际需求量级之大。全球 WF₆ 需求从 2020 年约 4,500 吨增至 2025 年约 9,000–10,000 吨，2026 年预计超过 11,000 吨。