中国突然管控氦气出口：这种气体，为什么能卡住芯片生产？

提起氦气，大部分人第一反应是“充气球”，氦气球不会爆炸，又能在活动现场高高飘扬，显得格外应景。

但最近，氦气成为了国内外讨论的一个焦点。2026年7月10日，我国商务部、海关总署决定对氦气实施临时禁止出口管理。公告没有说明结束时间，也没有公布针对特定国家、纯度或用途的豁免安排。

商务部、海关总署的公告 | 图片来源：中华人民共和国商务部

这种质量很轻的惰性气体，为何突然受到关注？

本文授权转载自公众号“河边新知”（id：LinnaeusGarden）

作者：河边的卡西莫多

氢氦锂铍硼、碳氮氧氟氖……背过元素周期表的人，对氦元素一定不陌生。它具有一系列独特的性质，让它很难有替代品：

它是惰性气体，化学性质非常稳定，不容易与设备、燃料和加工材料发生反应；它的原子很小，能够穿过极细微的缝隙，因此适合检测真空系统中的泄漏；它的导热能力较强，可以迅速带走热量；它的沸点更是低至约零下268.9℃，在接近绝对零度的环境中仍能保持液态。

氦元素的发现，源于1868年的一次日食观察。科学家们首次在太阳光中发现了一种散发黄色光谱的元素，和已知的所有元素都不同。因为是在太阳附近发现的氦元素，因此科学家们参考了太阳的拉丁名“helios”将之命名为“氦”（Helium） | 图片来源：Wikipedia

这些性质，让氦气几乎成为了“万金油”，总能在意想不到的地方出现。

医院里的磁共振成像设备，需要液氦维持超导磁体的低温；核聚变实验装置需要氦为大型超导磁体降温；火箭发射时，氦可以为推进剂贮箱增压、吹扫管道和驱动部分阀门；光纤制造、特种焊接和高精度真空检漏，也离不开氦气。

氦气的一些常规用途 | 图片来源：作者自制

正因如此，氦气被业界誉为“黄金气体”。而它这些年一个非常重要的应用，就是在芯片制造领域。

在芯片制造过程中，氦气可以用于等离子体刻蚀、化学气相沉积、原子层沉积、离子注入、光刻辅助以及真空检漏等多个环节。其中最重要、也最难在短时间内替代的用途之一，就是刻蚀晶圆时进行冷却。

晶圆（Wafer）是半导体晶体圆形片的简称，其为圆柱状半导体晶体的薄切片，被用作集成电路、微芯片、太阳能电池等微电子设备的基底 | 图片来源：wevolver.com

在由高纯硅晶圆刻蚀芯片时，原料会被送进一个接近真空的反应腔室。在这里，真空环境能够减少空气、水汽和杂质对工艺的干扰，但也因为缺少空气，在生产过程中产生的热量，无法散发。

此时就需要氦气了，通过向设备中排入高浓度的氦气，可以把晶圆上的热量及时地进行散热，保证工艺稳定，维持正常良品率。

氦气等离子体蚀刻硅晶圆时的作用 | 图片来源：作者自制

虽然氮气、氩气等气体也可以作为“冷风”传递热量，但氦气的优势明显，比如它质量小，扩散速度快，能够让不同区域的传热更均匀；它的化学性质异常稳定，即使氦气进入反应腔室，对设备也没有任何影响。

最重要的一点，是整个芯片行业，早已经默认使用氦气作为导热气体。它的纯度、压力、流量和温度早已写入设备参数与工艺配方。如果要替换别的气体，可能是整个生产线都需要调整，所以沉没成本极大。

在芯片制造领域，如果临时改用其他气体，不仅需要调整设备，还必须重新测试晶圆温度、刻蚀速度、线宽、沟槽形貌和芯片良率。对于已经投入量产的生产线来说，转换成本和风险都非常高 | 图片来源：sriramsias.com

AI的应用，离不开芯片；而芯片生产，离不开氦气。但偏偏这种气体，是一种难以获取的资源。

从宇宙尺度看，氦并不稀少。它是宇宙中仅次于氢的第二丰富元素，太阳和其他恒星里都含有大量氦。

但在地球上，情况就完全不同了。如今人类的科技能力，暂时还无法从宇宙中捕获氦气运回地球，地球上能开采的氦气，主要来自铀、钍等放射性元素在漫长地质年代中的衰变。

地球内部主要有两种氦的同位素，4氦主要是铀和钍的α衰变产生的，3氦则是来自地球形成初期，太阳系星云中的原始气体被禁锢在地核中。这些气体通过地幔柱或断裂带缓慢向上泄漏，最终渗透到地壳和大气中 | 图片来源：作者自制，数据来源：doi.org/10.1007/s11631-019-00381-7

衰变产生的氦缓慢穿过岩石，其中很少一部分恰好被致密地层封存在天然气藏中，才有可能形成具有开发价值的含氦资源。而氦原子由于极轻，它们一旦进入空气中不会在大气层中停留，而是很快就散逸到太空。

这就意味着，氦气这种“不可再生资源”，其存量与天然气的分布密切相关。而这一点，恰恰直击我国的“命门”。

2024年全球氦气产量分布图。氦气的分布非常“不公平”，仅仅美国得州克利夫赛德气田的产量，就比全球200多个国家和地区的总氦起产量都高。这就让氦气足以成为全球贸易中，一个可以制衡其他国家工业发展的“武器” | 图片来源：作者自制 数据来源：wmi.badw.de

中国是一个典型“贫氦国家”。过去十几年，中国氦气对外依存度长期高达90%以上。这也不是只有中国如此，在全球美国、卡塔尔、俄罗斯和阿尔及利亚四个国家，就占据全世界九成以上氦气产能。大部分国家如果想使用氦气，都需要进口。

在相当长一段时间内，美国牢牢掌控氦气出口配额与提纯核心设备，特别是在高纯度氦气领域，常年对我国实施出口限制。近些年，我国进口逐渐转向了卡塔尔和俄罗斯，但伴随着中东紧张局势和俄乌冲突，两大主要进口气源同时收紧，氦气的价格暴涨了数倍。

卡塔尔的拉斯拉凡工厂，这是全球最大的液化天然气处理厂，也是重要的氦气生产厂。3月2日和19日，伊朗的无人机两次袭击了这里，导致了全球约1/3的氦气供应消失，造成了严重的氦短缺 | 图片来源：theconversation.com

为了缓解氦气短缺，我国其实也做了不少的努力，堪称“平地抠饼”，特别是想办法把原本没有被利用的低浓度氦气尽可能提取出来。

当天然气被冷却成液化天然气后，在储存和运输过程中，会因外界热量进入而产生一部分蒸发气，这被称为“闪蒸气”。由于氦的沸点比甲烷低很多，在天然气被液化时，甲烷更容易变成液体，而氦仍然保持气态，并逐渐在闪蒸气中富集。

闪蒸气中的氦浓度其实很低，提取成本很高。但随着我国提高技术手段，原本这些“不起眼”的氦气，也可以进行收集了。

图为我国首套年产百万方级氦气的液化天然气闪蒸气提氦装置 | 图片来源：saspg.com

此外，我国虽然天然气不算充裕，但煤矿却比较多，其中也含有少量的氦气。现在我国也实施了煤层瓦斯气提氦的手段，也能获取少量的氦气。

经过这些年的努力，我国氦气的自给率从前些年的不足7%，提升至接近20%，虽然还是“受制于人”，但情况缓解了不少。

氦气提取示意图。由于传统方法，很难把化学性质稳定、质量又轻的氦气分离出来。我国发明了“变压吸附+膜分离+精制纯化”的联合手段，一套装置实现了实现氦气提纯、甲烷回收、脱除二氧化碳的“一举三得” | 图片来源：kepu.gmw.cn

并且在国内开发氦气的过程中，中国的技术水平也在提高。虽然我国不生产氦气，但却是氦气的“搬运工”，大批量的氦气是在我国进行提纯分装中转的，日本、韩国以及东南亚众多的工厂，氦气货源都需要从我国中转采购。

氦气不再只是我们单方面依赖进口，我们也拥有了资源博弈筹码。

这次禁令，对于韩国的芯片商影响尤其大。SK海力士和三星这两家公司在制造各种存储设备、数据中心 GPU 以及云计算设备时，都需要氦气来冷却硅片、在沉积和蚀刻过程中输送气体，以及维持极紫外光刻工艺所需的精确温度环境。没有氦气，制造过程就无法进行；氦气供应不足，整个生产过程就会停滞。SK海力士和三星目前的库存仅够维持两到三个月的供应 | 图片来源：koreaherald.com

所以这次的氦气临时出口管控，也可以看出未雨绸缪的作用了：

第一，全球局势不稳，氦气这种容易“受制于人”的资源，就需要先保证国内的供应；

第二，氦气已经是战略性资源，要更加“精打细算”的使用和出口，管理模式要随之升级，再拿氦气充气球，就太过于奢侈了。

目前全球氦气的主要用途。看来以后用氦气充气球，会变得越来越奢侈了 | 图片来源：作者自制

第三，形成对等反制。虽然美国限制对华高端高纯氦气出口，但我国同样掌握了部分中转货源的能力，可以对亚洲其他国家半导体产业形成影响，美国也不得不面临亚洲盟友带来的压力。

在医疗领域，磁共振成像设备（MRI）中的超导磁体，必须保持在大约-269℃的温度下才能正常工作，只有液氦能够持续且有效地维持如此低的温度 | 图片来源：westairgases.com

一次临时禁止出口，可以帮助国内产业应对眼前的供应紧张，却不能改变中国天然“贫氦”的资源条件。那么，一边开源，一边节流；能回收的尽量回收，能替代的合理替代，把最宝贵的氦气留给真正离不开它的地方，这就是对这种资源最好的态度了。

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