俄罗斯的这张底牌，足以卡住美国半导体产业的脖子

在中、美、俄三方的半导体贸易当中，有一个很有意思的关联。

中国是世界上最大的半导体市场。美国基本垄断了世界上的半导体技术，但俄罗斯却掌握了美国半导体制造的部分核心材料。

2021年，我国半导体产业的进口额就超过了3500亿美元，同比增长约7％。

根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）的数据，2021年全球半导体市场总增长只有3％左右。这意味着，中国不仅是世界上最大的半导体市场，而且它的市场增速是全球的约2倍。

我们虽然经过被美国断供芯片的教训之后，已经在大力发展自己的半导体产业。但根据国内的数据显示，在在闪存、内存、微处理器、现场可编程门阵列、微控制器、图像处理器等技术含量更高的半导体领域，我国半导体公司生产的份额合计仍然不到全球市场的1％。

在全球半导体份额当中，美国占了全球一半以上，依然处于全球领先地位。

2021年，美国半导体的销售额达到了 2575亿美元，而且以每年约7%的速度在增长。

日本在全球半导体市场当中约占了10%的份额，韩国大概是21%，台积电大概占了8%。

但我们不能忽略一个事实，就是美、日、韩联盟。

日本、韩国虽然也占据了一定的半导体市场，但在出口政策上深受美国的约束和影响。

简单地说，就是日本跟韩国的半导体出口到哪个国家，最终的自主权还是掌握在美国人手里。

在半导体制造过程当中，氖气和钯金属是两种主要核心材料。

而美国半导体行业所需的氖气有约90%是要从乌克兰进口，有40%以上的钯金属要从俄罗斯采购。

如果缺乏氖气跟钯金属，那么美国的芯片、 汽车 、电脑、通讯终端、人工智能等多个行业的生产都将会受到严重影响，有的厂商甚至会因此破产。

所以美国的半导体产业的咽喉是掌握在俄乌两国手中的。

但遗憾的是，美国与俄罗斯目前的关系是水火不容，美国带领西方国家在经济上对俄罗斯进行了无孔不入的围剿，甚至不惜冻结了俄罗斯的外汇储备。

乌克兰目前的局势也不容乐观，俄罗斯基本上控制了乌克兰所有的贸易出海口。

如果俄罗斯切断氖气和钯金属对美国的供应，那美国能否能够迅速找到替代者？

答案是很难。

钯金是世界上最稀有的贵金属之一，它的储量是非常少的。

钯金在地壳中的储量大概只有2000万吨，而且世界上只有北美、俄罗斯和南非等少数国家才能产出。

位于加拿大多伦多的钯金公司在2018年一共也只生产了230000盎司的钯金。

美国半导体行业分析师曾发出警告，俄罗斯一旦对美国进行报复，那么这两种材料将可能对美国形成卡脖子，到时候美国的半导体行业只成为受害者，芯片生产将会受到重大打击。

显然，对于美国发起的贸易制裁，俄罗斯还没有选择真正反击，手里还握有多张王牌。

随着俄罗斯乌克兰战争延伸至越来越广泛的领域，一些高技术产业被严重波及，氖气生产就是其中之一，甚至可能会面临氖气生产企业停产的新局面。

乌克兰手握全球70%的氖气供应，其体量之大，涉及范围之广，定会对其他行业造成非同小可的影响，至于会造成哪些影响呢？业内人士一直很关注。氖气是特种气体的一种，属于缓冲气体，被誉为光刻机的“刀片”。没有氖气，就没有“刀片”，而失去“刀片”，光刻机就将罢工，半导体生产，自然陷入停滞。作为世界最大半导体产业市场之一，中国对氖气的需求，也是不言而喻的。早在2014年乌克兰事变期间、尤其是克里米亚事件期间，国内的氖气供应就出现过问题，主要体现就是大幅涨价。半年内从750元/立方米，上涨到2.5万元/立方米。今年俄乌的紧张局势，理所当然也造成类似的影响，虽没有2014年严重，但是涨幅也高达4倍。好在，这个问题如今对中国的影响，基本可控。

氖气用途之电光源用气和检测用气，在几乎所有现代光源中都要用到氦族气体，氖气主要用于填充各种荧光灯、发光信号装置和辉光灯等。对于低压放电管，在清洁的玻璃管内，纯氖产生橙色的光，氖与氩、氦按不同比例混合，充入各种滤光玻璃管，可制成绚丽多彩的霓虹灯（字模显示灯）。氖气低压放电管广泛用作指示灯。由于氖光灯发出的红光透射能力强，长期以不氖都被用不来填充各种信号装置，作为港口、机场、车站等水陆交通要地的显示标志。

由此可见，氖气的用途之广，作用之大，是高新技术科技革命的命脉。

稀有气体的单质在常温下为气体，且除氩气外，其余几种在大气中含量很少（尤其是氦），故得名“稀有气体”，历史上稀有气体曾被称为“惰性气体”，这是因为它们的原子最外层电子构型除氦为1s2（上标）外，其余均为8电子构型（ns2np6，均为上标），而这两种构型均为稳定的结构。因此，稀有气体的化学性质很不活泼，所以过去人们曾认为他们与其他元素之间不会发生化学反应，称之为“惰性气体”。然而正是这种绝对的概念束缚了人们的思想，阻碍了对稀有气体化合物的研究。1962年，在加拿大工作的26岁的英国青年化学家N.Bartlett合成了第一个稀有气体化合物Xe[PtF6]（6为下标），引起了化学界的很大兴趣和重视。许多化学家竞相开展这方面的工作，先后陆续合成了多种“稀有气体化合物”，促进了稀有气体化学的发展。而“惰性气体”一名也不再符合事实，故改称稀有气体。

稀有气体的物理和化学性质

空气中约含1％（体积百分）稀有气体，其中绝大部分是氩。稀有气体都是无色、无臭、无味的，微溶于水，溶解度随分子量的增加而增大。稀有气体的分子都是由单原子组成的，它们的熔点和沸点都很低，随着原子量的增加，熔点和沸点增大。它们在低温时都可以液化。稀有气体原子的最外层电子结构为ns2np6（氦为 1s2），是最稳定的结构，因此，在通常条件下不与其他元素作用，长期以来被认为是化学性质极不活泼，不能形成化合物的惰性元素。直到1962年，英国化学家N.巴利特才利用强氧化剂PtF6与氙作用，制得了第一种惰性气体的化合物Xe[PtF6]，以后又陆续合成了其他惰性气体化合物，并将它的名称改为稀有气体。

空气是制取稀有气体的主要原料，通过液态空气分级蒸馏，可得稀有气体混合物，再用活性炭低温选择吸附法，就可以将稀有气体分离开来。

氦气是除了氢气以外最轻的气体，可以代替氢气装在飞船里，不会着火和发生爆炸。

液态氦的沸点为-269℃，利用液态氦可获得接近绝对零度（-273.15℃）的超低温。氦气还用来代替氮气作人造空气，供探海潜水员呼吸，因为在压强较大的深海里，用普通空气呼吸，会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升，体内逐渐恢复常压时，溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡， 对微血管起阻塞作用，引起“气塞症”。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多，用氦跟氧的混合气体（人造空气）代替普通空气，就不会发生上述现象。

氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。利用这个原理，可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器。当人造卫星在宇宙空间飞行时，氩气受到宇宙射线的照射。照射得越厉害，氩气发生电离也越强烈。卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球，人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射带的位置和 强度。

氪能吸收X射线，可用作X射线工作时的遮光材料。

氙灯还具有高度的紫外光辐射，可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的油脂里，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用80%氙和20%氧组成的混合气体，作为无副作用的麻醉剂。在原子能工业上，氙可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在。

氡是自然界唯一的天然放射性气体，氡在作用于人体的同时会很快衰变成人体能吸收的氡子体，进入人体的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。体外辐射主要是指天然石材中的辐射体直接照射人体后产生一种生物效果，会对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。

然而，氡也有着它的用途，将铍粉和氡密封在管子内，氡衰变时放出的α粒子与铍原子核进行核反应，产生的中子可用作实验室的中子源。氡还可用作气体示踪剂，用于检测管道泄漏和研究气体运动。

作为麻醉剂，氙气在医学上很受重视。氙能溶于细胞质的油脂里，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用80%氙气和20%氧气组成的混合气体，作为无副作用的麻醉剂。

氦气是除了氢气以外最轻的气体，可以代替氢气装在飞船里，不会着火和发生爆炸。

液态氦的沸点为-269℃，利用液态氦可获得接近绝对零度（-273.15℃）的超低温。氦气还用来代替氮气作人造空气，供探海潜水员呼吸，因为在压强较大的深海里，用普通空气呼吸，会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升，体内逐渐恢复常压时，溶解在血液里的氮气要放出来形成气泡，对微血管起阻塞作用，引起“气塞症”。氦气在血液里的溶解度比氮气小得多，用氦跟氧的混合气体（人造空气）代替普通空气，就不会发生上述现象。

随着工业生产和科学技术的发展，稀有气体越来越广泛地应用在工业、医学、尖端科学技术以至日常生活里。

利用稀有气体极不活动的化学性质，有的生产部门常用它们来作保护气。例如，在焊接精密零件或镁、铝等活泼金属，以及制造半导体晶体管的过程中，常用氩作保护气。原子能反应堆的核燃料钚，在空气里也会迅速氧化，也需要在氩气保护下进行机械加工。电灯泡里充氩气可以减少钨丝的气化和防止钨丝氧化，以延长灯泡的使用寿命。

稀有气体通电时会发光。世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的（霓虹灯的英文原意是“氖灯”）。氖灯射出的红光，在空气里透射力很强，可以穿过浓雾。因此，氖灯常用在机场、港口、水陆交通线的灯标上。灯管里充入氩气或氦气，通电时分别发出浅蓝色或淡红色光。有的灯管里充入了氖、氩、氦、水银蒸气等四种气体（也有三种或两种的）的混合物。由于各种气体的相对含量不伺，便制得五光十色的各种霓虹灯。人们常用的荧光灯，是在灯管里充入少量水银和氩气，并在内壁涂荧光物质（如卤磷酸钙）而制成的。通电时，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出近似日光的可见光，所以又叫做日光灯。

氦是除氢以外最轻的气体，可以代替氢气装在飞船或气球里，不会着火和发生爆炸。

氦气还用来代替氮气作人造空气，供探海潜水员呼吸。探海潜水员不能用普通的空气呼吸，因为压强加大，气体的溶解度也加大，所以在压强较大的深海里用普通空气呼吸，会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员上升体内逐渐恢复常压的时候，溶解在血液里的氮气要放出来，形成气泡，对微血管起阻塞作用，引起“气塞症”。氦在血液里的溶解度比氮小得多，用氦跟氧的混合气体（人造空气）代替普通的空气，就不会发生以上的现象。

利用液态氦可获得接近绝对零度（-273.15℃）的低温。

氩气经高能的宇宙射线照射后会发生电离。利用这个原理，可以在人造地球卫星里设置充有氩气的计数器。当人造卫星在宇宙空间飞行时，氩气受到宇宙射线的照射。照射得越厉害，氩气发生电离也越强烈。卫星上的无线电机把这些电离信号自动地送回地球，人们就可根据信号的大小来判定空间宇宙辐射带的位置和强度。

氪能吸收X射线，可用作X射线工作时的遮光材料。

氙灯还具有高度的紫外光辐射，可用于医疗技术方面。氙能溶于细胞质的油脂里，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾试用80%氙和20%氧组成的混合气体，作为无副作用的麻醉剂。

在原子能工业上，氙可以用来检验高速粒子、粒子、介子等的存在

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