Kim loại quý trong chất bán dẫn bao gồm các kim loại nhóm bạch kim như iridi, rhodi và rutheni. Mặc dù được sử dụng với số lượng rất nhỏ trong chip, giá trị của chúng vượt xa vàng. Đến năm 2025, quy trình 3nm của TSMC sẽ sử dụng các thành phần phản xạ dựa trên iridi nhiều gấp ba lần so với quy trình 5nm của họ, với một chip duy nhất tiêu thụ tới 0,8 gam bột iridi. Những kim loại quý này trong chất bán dẫn có mặt với số lượng đáng kể trong vật liệu thải. DONGSHENG Precious Metals Recycling đã nâng tỷ lệ thu hồi từ 80% lên 99,5% thông qua công nghệ ngâm chiết sinh học và nấu chảy plasma. Khoảng 1,2 tấn chất thải vật liệu mục tiêu chứa iridi được tạo ra trên một triệu chip 7nm, cung cấp nguồn nguyên liệu thô ổn định cho các doanh nghiệp tái chế bảng mạch in .
Ngành công nghiệp bán dẫn phụ thuộc vào nhiều kim loại quý, mỗi loại sở hữu những đặc tính riêng biệt. Iridium được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chip cao cấp, đặc biệt là thành phần trong gương phản chiếu và lớp phủ chịu nhiệt độ cao. Rhodium chủ yếu được ứng dụng trong điện cực và vật liệu xúc tác, với giá rhodium trên sàn LME ổn định ở mức khoảng 18.000 đô la một ounce. Ruthenium , nổi lên như một giải pháp thay thế cho các kết nối bằng đồng, thể hiện hiệu suất vượt trội trong các quy trình tiên tiến. Việc sử dụng nó giúp loại bỏ nhu cầu thiết kế lớp chắn, giảm 15% các bước sản xuất. Mức tiêu thụ molypden trong chất bán dẫn đang tăng nhanh chóng, được sử dụng trong thiết kế đường truyền và cấu trúc tiếp xúc. Nó cho phép giảm bước đường truyền từ 65 nanomet xuống dưới 60 nanomet, thu hẹp diện tích ô lưu trữ 18%. Mặc dù được sử dụng với số lượng nhỏ, những kim loại quý này trong chất bán dẫn là vật liệu quan trọng đảm bảo hiệu suất của chip.
Trên thị trường quốc tế, giá thu hồi kim loại quý trong chất bán dẫn cho thấy một mức độ dốc rõ rệt. Giá thu hồi vật liệu bán dẫn phế liệu mục tiêu (độ tinh khiết ≥99,99%) đạt 28–35 đô la/g, tương đương 80% giá vàng . Phế liệu xúc tác có giá khoảng 21–28 đô la/g, trừ chi phí tinh chế. Chất thải điện tử như bộ lọc trạm gốc 5G (chứa 0,5g iridi trên mỗi đơn vị) có giá 17–25 đô la/g. Thị trường khu vực có sự biến động đáng kể, với thuế carbon của EU đẩy giá xuất khẩu phế liệu chứa iridi lên cao, tạo ra mối liên kết thị trường trong nước-quốc tế. Các doanh nghiệp tiên tiến về công nghệ sử dụng phương pháp chiết xuất sinh học giảm 70% mức tiêu thụ năng lượng, dẫn đến mức phí bảo hiểm bổ sung khoảng 4,2 đô la/g.
(Giá tái chế này chỉ mang tính chất tham khảo.)
Các trang giá tái chế kim loại liên quan khác.
Các mục tiêu Rutheni đang nhanh chóng mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực bán dẫn. Nghiên cứu chỉ ra rằng Rutheni thể hiện những lợi thế đáng kể như một giải pháp kim loại hóa mới, với điện trở suất thấp hơn 40% so với vonfram và loại bỏ nhu cầu thiết kế lớp chắn. Công nghệ lắng đọng tuần hoàn do Lam Research phát triển cho phép kiểm soát kích thước hạt chính xác. Màng molypden hạt lớn hoạt động tốt hơn vonfram, ruthenium và thậm chí cả đồng ở độ dày dưới khoảng 7 nanomet. Nhóm nghiên cứu của Kioxia đã phát hiện ra rằng việc áp dụng các đường dẫn từ ruthenium đã làm tăng mật độ bit chip lên 16,3% đồng thời giảm tốc độ xói mòn điện môi xuống 92%. Thử nghiệm DRAM cho thấy thiết kế điện cực ruthenium kéo dài thời gian lưu trữ dữ liệu lên 47%. Mặc dù các thành phần kim loại quý được sử dụng trong các chất bán dẫn này có chi phí ban đầu cao hơn, nhưng chúng mang lại lợi ích lâu dài cho các nhà sản xuất chip thông qua việc cải thiện tỷ lệ sản lượng và hiệu suất sản phẩm. Thống kê sản xuất chip cho thấy lắng đọng hỗ trợ plasma có thể làm tăng mật độ màng ruthenium lên 99,2% và giảm 43% khuyết tật ranh giới hạt.
Mặc dù kim loại quý chỉ chiếm một phần nhỏ trong chi phí chip, nhưng chúng là vật liệu quan trọng không thể thiếu trong sản xuất chất bán dẫn. Từ các tấm nền ruthenium đến gương iridi, những kim loại quý này quyết định giới hạn hiệu suất của chip. Khi các nút quy trình tiếp tục thu hẹp, giá trị của những vật liệu này sẽ liên tục tăng, khiến việc thu hồi kim loại quý từ chất bán dẫn trở thành một ngành kinh doanh có lợi nhuận cao.
Ngôn ngữ
