תקלה אחת – ועולם שלם בלי שבבים: כיצד שריפה קטנה חשפה את פגיעותה של תעשיית האלקטרוניקה

ב-7 באוגוסט 2025, פרצה שריפה במפעל Kanto Denka Kogyo בעיר שיבוקאווה שביפן. במבט ראשון, נראתה זו טרגדיה מקומית, אך במקום זה מייצרים חנקן תלת-פלואורי (NF₃) – גז חיוני לייצור שבבים מודרניים. המפעל הושבת, וההשפעה הורגשה מיד לאורך כל שרשרת האספקה – מסמארטפונים ושרתים ועד לאלקטרוניקה לרכב. במאמר זה ננתח את השלכות השבתת המפעל ונבחן אילו מסקנות יצרנים יכולים להסיק.

חנקן תלת-פלואורי ותפקידו במוליכים למחצה

חנקן תלת-פלואורי (NF₃) הוא תרכובת שאינה מוכרת לכל, אך היא קריטית לתעשיית האלקטרוניקה. גז רעיל זה משמש בשני תהליכים מרכזיים: ניקוי תאי ייצור ואיכול (etching) של פרוסות סיליקון.

הניקוי נחוץ להסרת שאריות חומרים לאחר כל מחזור ייצור, שכן אפילו זיהומים מיקרוסקופיים עלולים להרוס שבב. תהליך האיכול, מצידו, מאפשר יצירת מבנים מורכבים של טרנזיסטורים על גבי סיליקון, ובכך להבטיח צפיפות וביצועים גבוהים של מעבדים מודרניים. ללא NF₃, תהליכים אלו הופכים לבלתי אפשריים או דורשים חלופות יקרות, שלעיתים קרובות פחות יעילות.

מפעל Kanto Denka Kogyo בשיבוקאווה מייצר כ-90% מכלל ה-NF₃ ביפן, מה שהופך אותו לחוליה קריטית בשרשרת האספקה העולמית. בין לקוחותיו נמנות השחקניות הגדולות ביותר בתעשייה: TSMC (השולטת על יותר מ-50% משוק ייצור השבבים), סמסונג, מיקרון, קיוקסיה, סוני ו-Rapidus. חברות אלו מספקות שבבים לענקיות כמו אפל, Nvidia, AMD וקוואלקום, שמוצריהן – מאייפון ועד שרתים לבינה מלאכותית – תלויים באספקה יציבה של גז זה.

ניתן היה לחשוב שהפתרון הוא פשוט להגדיל את הייצור במפעל אחר. עם זאת, החלפת Kanto Denka אינה פשוטה בשל ריכוזיות השוק הגבוהה.

שבריריות שרשראות האספקה הגלובליות

השריפה בשיבוקאווה לא הייתה אירוע מקומי בלבד – היא פגעה בתעשייה כולה. הראשונה להיפגע הייתה TSMC, שמפעלה בקומאמוטו, שנפתח ב-2024, פועל בתפוקה מלאה כדי לעמוד בהזמנות של אפל, Nvidia ו-AMD. גם סמסונג ומיקרון חשו במחסור. אך המכה הקשה ביותר נחתה על Rapidus, שכן Kanto Denka הייתה ספקית ה-NF₃ היחידה שלה, וכעת חיפוש אחר חלופות משבש את תוכניותיה להשיק שבבי 2 ננומטר, פרויקט שיפן תולה בו תקוות רבות.

תעשיית המוליכים למחצה התמודדה כבר בעבר עם זעזועים: מגפות, רעידות אדמה ואירועים גיאופוליטיים שיבשו את האספקה. כיום הלחץ גובר, במיוחד בתחום הבינה המלאכותית, בו הביקוש לשבבים ממשיך לעלות. מחסור ב-NF3 עלול לעכב את ייצור המעבדים ולדחות את השקתם של סמארטפונים, כרטיסים גרפיים ושרתים חדשים.

השיבוש פגע גם בייצור של טונגסטן הקספלואוריד (WF₆), המופק מ-NF₃ ומשמש ליצירת שכבות מתכתיות במיקרו-שבבים. ללא WF₆, לא ניתן ליצור חיבורים אמינים בתהליכי הייצור המתקדמים ביותר, ושיבושים בייצורו פוגעים ישירות בייצור שבבים מתקדמים. הדבר מסכן לא רק פרויקטים נוכחיים, אלא גם את הפיתוח ארוך הטווח – מבינה מלאכותית ושירותי ענן ועד לתחבורה אוטונומית. ההשפעה מתפשטת במהירות גם לענפים קשורים: רפואה, שבה מוליכים למחצה נמצאים במערכות אבחון ומכשירי ניטור, ו"אנרגיה ירוקה", שבה שבבים מנהלים פאנלים סולאריים וטורבינות רוח.

אם המחסור ב-NF₃ יימשך, מחירו יעלה, מה שייקר את עלויות ייצור השבבים, וכתוצאה מכך – את מחירי המוצרים הסופיים.

השלכות ודרכי פעולה

המשבר הנוכחי חשף נקודות תורפה בתעשייה שיש לטפל בהן בדחיפות. גיוון ספקים הוא הצעד הראשון. יצרנים שעובדים עם מספר חברות, כמו TSMC ו-קיוקסיה, מתמודדים טוב יותר עם שיבושים. התעשייה צריכה לפתח יכולות ייצור חדשות, ייתכן שמחוץ ליפן. דרום קוריאה וסין כבר מגבירות את ייצור ה-NF₃, אך מוצריהן זקוקים להתאמה כדי לעמוד בסטנדרטים הנדרשים. הקמת מתקני ייצור חדשים דורשת השקעות, אך היא תפחית את הסיכונים הכרוכים בתלות בספק יחיד, כפי שהראו שיבושים קודמים בתעשייה.

יצירת מלאי אסטרטגי היא דרך נוספת להתגונן. הדוגמה של קיוקסיה ממחישה זאת: החברה יצרה מראש מאגר של NF3 והצליחה לרכך את הפגיעה. גישה זו מגדילה את ההוצאות, אך מפחיתה את הסיכון להשבתת הייצור. ברמת הענף, חשוב התיאום: יבוא מהיר של גז מדרום קוריאה, שאורגן על ידי ממשלת יפן, סייע לשלוט במצב.

ישנן גם חלופות ל-NF₃, אך לכל אחת מהן יש חסרונות. פלואור (F2) יעיל, אך קשה לאחסון ולשימוש והוא מסוכן מדי. כלור תלת-פלואורי (ClF3) אגרסיבי עוד יותר, והשימוש בו כרוך בסיכונים משמעותיים. אוזון ופלזמה מבוססת חמצן מתאימים רק לחלק מהתהליכים. גם גזים המכילים כלור, כמו HCl או HBr, נוסו, אך אינם אוניברסליים. בסופו של דבר, קיימות חלופות, אך אף אחת מהן לא יכולה להחליף את ה-NF₃ בקלות וללא צורך בהתאמות יקרות של המפעלים.

הגברת השקיפות בשרשרת האספקה היא צעד נוסף. חברות צריכות להטמיע מערכות ניטור כדי לזהות נקודות תורפה מראש. פלטפורמות דיגיטליות למעקב לוגיסטי בזמן אמת או סימולציה של תרחישי כשל יכולות לסייע במניעת משברים. כלים כאלה כבר קיימים, והתאמתם לתעשיית המוליכים למחצה הופכת להכרח.

וכמובן, אסור לשכוח את נושא הבטיחות. השריפה בשיבוקאווה גבתה חיי אדם והוכיחה שהסיכון במפעלים כאלה תמיד גבוה. חשובות כאן לא רק טכנולוגיות, אלא גם ארגון: מערכות אוטומטיות, פרוטוקולי כיבוי תקינים והכשרת עובדים יכולים להפחית את הסכנה ולהציל חיים במקרה חירום.

האירוע בשיבוקאווה אינו רק תקלה מקומית, אלא איתות לתעשייה כולה. חברות יצטרכו לבחון מחדש את שרשראות האספקה שלהן, ליצור מאגרים ולהשקיע בפתרונות חדשים. ייתכן שבעוד מספר שנים התעשייה תהפוך ליציבה יותר, אך לעת עתה היא מתנהלת על חבל דק, כאשר אפילו מפעל אחד בעומק יפן יכול להשפיע על שוק הטכנולוגיה העולמי.

נערך לפני 2 שעות 2 שעות על-ידי hypo69