Закрытие Ормузского пролива привело к тому, что треть мирового промышленного гелия оказалась в ловушке, что угрожает незаменимому хладагенту, который делает возможными МРТ-сканеры и современные микрочипы
Дней спустя США и Израиль нанесли авиаудары по Ирану, в результате чего был убит верховный лидер Али Хаменеи, а Корпус стражей исламской революции Ирана объявил Ормузский пролив — узкий водный путь, через который проходит примерно пятая часть мировой нефти — закрытым. В то время как нефть доминировала в заголовках газет, треть мирового промышленного гелия поступает из Катара, и его поставки также были прекращены.
Гелий, который часто используется при изготовлении воздушных шаров для вечеринок, незаменим для магнитно-резонансной томографии (МРТ) сканеры, аэрокосмическая промышленность и производство микрочипов для искусственного интеллекта. С закрытием пролива нарушение глобальной цепочки поставок гелия может привести к волновым эффектам, которые могут длиться месяцами и повлиять на самые передовые технологии на Земле.
Однако кризис разразился в то время, когда рынок гелия был переполнен избытком, что смягчило непосредственные последствия войны. «Дефицит будет», — говорит Фил Корнблют, основатель Kornbluth Helium Consulting. Но главный вопрос, по его словам, заключается в его продолжительности.
О поддержке научной журналистики
Если вам понравилась эта статья, подумайте о том, чтобы поддержать нашу журналистику, отмеченную наградами, подписавшись на нее. Приобретая подписку, вы помогаете обеспечить будущее впечатляющих историй об открытиях и идеях, формирующих наш современный мир.
«В Катаре есть три гелиевых завода, и два из них производят гелий из отходящих газов заводов по производству СПГ [сжиженного природного газа]», — говорит Корнблют. СПГ загружается на танкеры, единственный путь которых к океану лежит через Ормузский пролив. «Когда Ормузский пролив закрыт, как только резервуары для хранения СПГ заполняются, их приходится закрывать», — говорит он. Военные нападения на объекты в Катаре также привели к закрытию заводов.
Несмотря на то, что это вызывает беспокойство, математические данные далеки от катастрофических. Учитывая 30-процентную потерю производственных мощностей по всему миру, компенсируемую недавним 15-процентным увеличением предложения, Корнблют оценивает чистый дефицит примерно в 15 процентов. Поставщики перекачивают большую часть мирового гелия в криогенные контейнеры емкостью 11 000 галлонов, которые загружаются в грузовики и доставляются на грузовые суда. Цепочка поставок длинная и медленная: гелий, который был отправлен из Катара непосредственно перед началом войны, возможно, все еще находится в пути. «Сейчас на уровне конечного потребителя нет физического дефицита», — говорит Корнблют. «Это похоже на приятный солнечный денек на пляже, но вы слышали, что где-то там цунами. Вы должны убраться с дороги.»
Потому что промышленность использует примерно 2000 дорогостоящих гелиевых контейнеров, многие из которых сейчас застряли в Катаре или на грузовых судах в Европе. однако первоначальное сжатие будет ощущаться еще сильнее, пока эти резервуары не будут переставлены на другое место. По словам Корнблута, даже если пролив откроется завтра, перебои с поставками продлятся еще как минимум два месяца.
Крупные поставщики, скорее всего, объявят о форс-мажорных обстоятельствах и повысят цены, следуя сценарию четырех предыдущих случаев дефицита за последние 20 лет.
Но этот дефицит возник как раз в тот момент, когда полупроводниковая промышленность стала крупнейшим потребителем гелия, обогнав в последние годы МРТ-сканеры. Производители чипов стараются сохранить запасы гелия, но этот газ, как известно, трудно сдерживать. «Утечка гелия может составлять от 0,1 до 1 процента в месяц, в зависимости от качества прокладок», — говорит Лита Шон-Рой, президент и исполнительный директор TECHCET, консалтинговой фирмы по полупроводниковым материалам. «Никогда не бывает хорошей прокладки или фитинга. Со временем он просто утекает.”
Исторически сложилось так, что производители чипов держали под рукой как можно меньше запасов. Но после потрясений в цепочке поставок из-за пандемии, говорит она, производители перешли от хранения запасов в течение нескольких дней к их накоплению.
Если война продолжится, то первыми ощутят ее последствия регионы, зависящие от Катара: Япония, Сингапур, Южная Корея и Тайвань — родина мировых лидеров. самое современное оборудование для изготовления чипов, или фабрики.
В производстве чипов производители больше всего полагаются на гелий во время травления — выборочного удаления материала, чтобы придать чипу его характеристики. Продвинутый чип искусственного интеллекта может содержать десятки миллиардов транзисторов, что требует исключительной точности. «Вы должны создать образ, определить схему, а затем удалить ненужные материалы», — говорит Майк Корбетт, управляющий партнер и соучредитель Linx Consulting. “Травление может производиться буквально сотни раз на одной пластине. Необходимо очень точно контролировать температуру. Я не могу «протравливать одну пластину при 100 градусах Цельсия, а затем следующую при 150 градусах Цельсия, потому что профиль травления будет отличаться в зависимости от температуры». Чтобы сохранить стабильность, производители выдувают газообразный гелий на тыльную сторону пластин, чтобы отвести тепло. Исключительная теплопроводность гелия делает его исключительно эффективным.
Могут ли фабрики заменить более дешевый газ, такой как аргон или азот? «Если есть более дешевые альтернативы, они уже перешли на них», — говорит Корбетт. Гелий обеспечивает более высокую производительность — за час обрабатывается больше пластин. В отрасли, где один современный завод может стоить миллиарды долларов, стоимость материалов зависит от производительности. «Гелий составляет менее 1 процента от стоимости обработанной пластины», — говорит Корбетт. “Таким образом, вы не собираетесь закрывать фабрику из-за того, что вам придется удвоить цену на гелий.”
Заводы по производству чипов также тщательно контролируют качество каждого материала, поступающего на производство. объект. Им нужен гелий, соответствующий очень строгим стандартам чистоты, а это означает, что они не могут легко сменить поставщика без многомесячной переквалификации. «Как только процесс налажен, его очень сложно изменить», — говорит Корбетт.
В некоторых отраслях промышленности разработан замкнутый цикл переработки — улавливание и повторное использование гелия после его прохождения через технологические инструменты — но для чипов, по словам Корбетта, «это»не используется.” Исторически фабрики не инвестировали средства в трубопроводы и механические системы для улавливания гелия, поскольку этот газ всегда считался достаточно дешевым для выпуска в атмосферу.
