Materiales estratégicos en la era de la IA: situación del mercado y perspectivas tecnológicas del hexafluoruro de tungsteno

El “héroe invisible” de la potencia informática

Mientras el mundo se centra en la competencia por la potencia de cálculo de las GPU, un discreto gas electrónico está dando soporte a toda la industria de los chips de IA: el hexafluoruro de tungsteno (WF₆).

Como precursor principal en el proceso de deposición química en fase vapor (CVD) de semiconductores, el hexafluoruro de tungsteno se utiliza para depositar una película de tungsteno sobre la oblea, creando vías conductoras dentro del chip. En procesos de fabricación avanzados por debajo de 7 nm, memoria de alto ancho de banda (HBM) y memoria flash 3D NAND con 300 capas o más, no existe una alternativa comercial consolidada para el hexafluoruro de tungsteno.

En este sentido, la esencia de la competencia en la industria de la IA es una competencia en potencia de cálculo, y la base fundamental de la industria de la potencia de cálculo está firmemente arraigada en materiales semiconductores de alta gama.

1. Situación del mercado: La oferta y la demanda son ajustadas, y el panorama del mercado está experimentando una transformación.

Lado de la demanda: crecimiento estructural impulsado por la IA

Según datos de instituciones de investigación de la industria, la demanda mundial de hexafluoruro de tungsteno ha aumentado de aproximadamente 4.500 toneladas en 2020 a casi 9.000 toneladas en 2025, duplicándose en ese período de cinco años. Los principales factores que impulsan este crecimiento son:

• Expansión de la producción de chips de IA : Cada proceso de fabricación avanzada de GPU/ASIC (circuito integrado especializado) requiere hexafluoruro de tungsteno para la deposición de tungsteno multicapa.
• La demanda de HBM se dispara : el número de capas de apilamiento sigue aumentando, y el consumo de material por chip también se incrementa simultáneamente.
• La tecnología 3D NAND está evolucionando hacia más de 300 capas : cuantas más capas haya, con mayor frecuencia se lleva a cabo el proceso de deposición de tungsteno.

La institución prevé que el tamaño del mercado mundial de hexafluoruro de tungsteno será de aproximadamente 740 millones de dólares estadounidenses en 2026, y que aumentará a 3.450 millones de dólares estadounidenses para 2035.

Lado de la oferta: Las altas barreras restringen la liberación de la capacidad de producción.

Existen dos barreras fundamentales en la producción de hexafluoruro de tungsteno:

• Barreras técnicas : Los productos a nivel de chip requieren una pureza de 6N (99,9999 %) o superior, y los estándares de control para impurezas traza son extremadamente estrictos.
• Barreras para la certificación : La nueva capacidad de producción debe someterse a una validación completa del proceso de hasta 1 o 2 años en las plantas de fabricación de obleas posteriores.

Actualmente, la principal capacidad de producción se concentra en China, Corea del Sur y Japón. Los recientes cambios en el mercado de materias primas de tungsteno están teniendo un efecto dominó en el patrón de suministro global.

2. Perspectiva tecnológica: La competencia por la pureza aún no ha terminado.

Mejora de la pureza: De 6N a 7N

As the manufacturing process advances towards 3nm and 2nm, the requirements for metal impurities and particles in tungsten hexafluoride have shifted from ppm (one part per million) to ppb (one part per billion), with 7N-grade products further achieving ppt-level (parts per trillion) impurity control. Products at the 7N level have moved from R&D to mass production, with Chinese manufacturers leading the global commercialization progress.

The evolution of the industrial chain

In the past, our country only exported basic tungsten raw materials, while high-end, high-purity electronic-grade products were long dependent on imports. In recent years, China has achieved key technological breakthroughs, and 6N grade products have completed large-scale production, gradually entering the supply chain of international mainstream wafer factories. This evolution reflects the improvement of China’s comprehensive competitiveness in the semiconductor materials field.

3. Industry Challenges and Realistic Constraints

While focusing on opportunities, one should also rationally assess the current stage’s practical constraints:

• Capacity release takes time: The construction of new capacity usually takes 2 to 3 years before it can be put into production. The short-term market supply elasticity is insufficient.
• The progress of customer certification varies: Most production lines are still in the trial production and sample certification stage, and have not yet achieved large-scale performance.
• The uncertainty of technological iteration: New processes such as selective tungsten deposition and atomic layer deposition are gradually maturing, which may change the overall usage amount and structure of materials.
• The unpredictability of upstream raw material supply: Tungsten is a strategically important mineral resource of the country. Adjustments in related import and export policies may disrupt the stability of the global supply chain.

These challenges do not negate the prospects of the industry; rather, they serve as a reminder that this is a long and arduous journey that requires patience.

4. International Perspective: Rebalancing of Global Supply Chains

It is worth noting that the change in the supply pattern of upstream tungsten raw materials has had a substantial impact on the global tungsten hexafluoride market. According to public reports, some major Japanese manufacturers have issued supply warnings to their customers, indicating that there is uncertainty in the supply of raw materials. Against this backdrop, global semiconductor factories are actively promoting diversified supply chain layouts and reducing the risk of single supply, which also brings new development opportunities for domestic enterprises with a complete industrial chain advantage.

Conclusion: Materials are the foundation of computing power.

La historia del hexafluoruro de tungsteno revela una verdad largamente ignorada: las GPU son las «estrellas principales» de la industria de la computación, mientras que cientos de materiales semiconductores son los «pilares indispensables entre bastidores».

Gases especiales, materiales objetivo de alta pureza, fotorresistencias, precursores: en cada uno de estos campos especializados existen barreras técnicas extremadamente altas. Todos ellos están sometidos a la presión de la demanda generada por la expansión de la producción de chips de IA, y la expansión de su capacidad de producción se mide en años.

A medida que la sustitución nacional progresa desde «lograr la autoproducción» hasta «tener competitividad global», estos que antes eran «potenciadores de sabor industriales» se están convirtiendo en un pilar fundamental en la competencia de la industria tecnológica.

El vasto campo de la IA comienza con cada gramo de material semiconductor de ultra alta pureza.