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钌价一年涨超300% 2nm芯片材料需求受关注

更新时间 2026-10-04来源 半导体行业观察正文 5611字阅读约 18分钟

钌,可能正在成为AI时代又一种值得关注的关键材料。

过去一年多时间里,这种相对小众的铂族金属价格快速上涨。2025年初,钌的价格约为560美元/盎司,而到今年9月,部分经销商报价已经接近1950美元/盎司,涨幅超过300%。

钌此前最重要的应用之一是硬盘,而随着半导体制造进入2nm及以下节点,钌又出现了新的增长机会。尤其是在芯片内部金属互连越来越微细的情况下,钌有望在最窄的金属线中逐渐挑战铜的地位。

更值得关注的是,AI数据中心一方面推动高容量存储设备需求,另一方面也持续推动先进制程芯片的发展。对于钌而言,这两个方向正在同时形成需求拉动。

从硬盘材料走向先进芯片互连

钌受到半导体行业关注,一个重要原因在于铜互连正在越来越接近其物理极限。

随着晶体管尺寸不断缩小,芯片内部的金属互连线也必须同步缩窄。但当铜线宽度进入纳米尺度后,问题开始变得更加突出。

传统铜互连需要依靠扩散阻挡层(diffusion barrier)以及衬层来防止铜向周围介电材料扩散。随着金属线越来越窄,这些并不承担主要导电功能的材料,在整个互连结构中所占的比例反而越来越高,最终挤压真正用于传输电流的铜。

钌的优势恰恰在这里体现出来。

在非常窄的互连尺寸下,钌不一定需要像铜那样依赖复杂的扩散阻挡层结构,同时其电阻率随着线宽缩小而上升的幅度相对较低。资料显示,当金属线宽度达到约17nm及以下时,钌开始具备与铜竞争的条件。

这意味着,随着先进逻辑制程继续向2nm及以下节点推进,钌可能从铜互连中的辅助材料,逐步进入更核心的金属互连结构。

事实上,钌并不是刚刚进入芯片制造。此前,它已经被用于铜互连的liner(衬层),帮助铜继续向更小尺寸扩展。

而随着先进封装和背面供电技术的发展,钌的应用范围也正在进一步扩大。研究人员已经展示了采用钌填充的纳米TSV,也就是纳米级硅通孔,可以用于从芯片背面向内部输送电力。此外,imec也已经展示了采用钌材料的埋入式电源轨(buried power rail)。

从这些进展来看,钌未来的角色可能不再局限于传统意义上的“辅助材料”,而有机会成为先进节点金属互连体系中的重要组成部分。

钌还有一个特点值得注意:它的熔点比铜高出1000多摄氏度,而且受热膨胀程度不到铜的一半。这意味着,在高温工艺环境下,钌与硅之间的热膨胀失配相对更小。

对于先进制程而言,这些材料特性意味着钌具备进入极端微缩互连结构的潜力。

AI数据中心正在同时拉动硬盘和芯片需求

半导体应用之外,硬盘仍然是钌的重要需求来源。

传统硬盘本身使用的钌并不算多,因此即便钌价格大幅上涨,对单块硬盘成本的影响也相对有限。但随着AI数据中心快速扩张,数据存储需求不断增长,硬盘市场本身正在成为钌需求的重要支撑。

数据显示,电子行业对钌的需求已经从2023年的30万盎司增长至2025年的41.3万盎司,预计2026年将进一步达到43.5万盎司。

其中,数据中心扩张预计将推动硬盘领域的钌需求在今年达到近五年来的新高。

这背后其实是一个比较典型的AI基础设施逻辑:AI训练和推理产生的数据规模不断扩大,不仅需要更多GPU、CPU和网络设备,也需要越来越大的数据存储容量。

因此,钌正在同时受益于AI产业链的两个环节——先进制程芯片互连和数据中心存储。

更重要的是,芯片领域目前仍处于钌应用扩张的早期阶段。如果未来钌真正进入2nm及以下先进节点的核心互连结构,其需求增长空间可能远高于传统硬盘市场。

供给端却很难因为涨价快速扩产

与需求端相比,钌最大的特点可能是供给缺乏弹性。

钌属于铂族金属,目前绝大部分供应来自南非铂矿生产。问题在于,钌通常并不是矿山开采的主要目标,而是在铂等其他铂族金属生产过程中作为副产品被回收。

这意味着,即便钌价格大幅上涨,矿企也很难单纯因为钌价格上涨,就迅速扩大钌产量。

例如,钌在Sibanye-Stillwater 2025年的铂族金属收入中仅占3.3%。因此,对于矿企而言,决定矿山投资和产量的核心因素仍然是铂、钯等主要金属的经济性,而不是钌本身。

2025年全球钌原生供应量约为30吨,同比下降14%。此前市场还曾依靠生产商库存释放来弥补供需缺口,但2024年的库存释放并没有在2025年重复出现。

这就形成了一个比较特殊的市场结构:**需求可以随着AI、电子和化工行业变化而增长,但供给却很难因为价格上涨而同步增加。**

根据Johnson Matthey的预测,2026年钌需求将达到119.3万盎司,而原生供应仅约97.7万盎司,意味着市场本身已经存在明显的供需缺口。

化工需求短期承压,但长期供需矛盾仍值得关注

钌目前最大的终端需求来自化工行业,因此化工市场的变化也直接影响钌价。

2026年化工领域钌需求预计下降16%,主要原因之一是中国尼龙生产商此前进行了大量产能建设,导致行业出现产能过剩。一些生产商也开始通过更换催化剂来降低对钌的需求。

这也是钌价格虽然已经大幅上涨,但没有进一步失控的重要原因之一。

不过,从更长周期来看,化工需求的下降未必意味着钌需求将持续走弱。历史经验显示,化工领域对钌的需求在经历周期性下滑之后仍可能恢复。

如果未来化工需求重新回升,那么市场原本已经存在的供需缺口可能进一步扩大。

而与此同时,电子行业需求仍在增长,数据中心存储和先进制程芯片又为钌带来了新的增量市场。

因此,钌市场正在形成一个比较特殊的结构:传统需求短期承压,新兴需求持续增长,而供给端却很难快速扩张。

真正值得关注的,是2nm之后的芯片需求

如果只看硬盘,钌还很难成为一种真正意义上的“战略材料”。

但如果把视线放到先进制程,就会发现情况正在发生变化。

芯片制造正在从过去单纯依靠晶体管微缩,逐步转向晶体管、互连、供电和封装协同优化。随着金属线宽不断缩小,铜互连面临的电阻、扩散以及工艺复杂度问题越来越突出,这给钌等新型互连材料创造了机会。

尤其是在2nm及以下节点,如果钌能够在最窄的互连层中实现商业化应用,那么它所对应的将不再只是某一种材料的替代,而可能是先进逻辑芯片金属互连体系的一次调整。

而从数据中心角度来看,AI算力增长又同时推动了硬盘和其他存储基础设施的扩张。

也就是说,AI并不只是通过GPU、HBM等热门芯片拉动半导体产业,它正在向材料端继续传导。

对于钌而言,这种传导已经开始显现。

按照1950美元/盎司计算,目前全球一年约30吨的钌原生供应,对应的市场价值已经达到约20亿美元。但即便价格继续上涨,矿企也很难简单地通过扩大开采规模来解决供给问题。

如果未来化工需求重新恢复,同时电子行业继续增长,尤其是先进制程芯片和AI数据中心持续扩张,那么钌市场的供需缺口可能进一步扩大。

过去,钌更多是铂族金属产业链中的一种“小众副产品”;未来,它可能成为AI基础设施和先进芯片制造中越来越重要的一种关键材料。

钌,可能正在成为AI时代又一种值得关注的关键材料。

过去一年多时间里,这种相对小众的铂族金属价格快速上涨。2025年初,钌的价格约为560美元/盎司,而到今年9月,部分经销商报价已经接近1950美元/盎司,涨幅超过300%。

钌此前最重要的应用之一是硬盘,而随着半导体制造进入2nm及以下节点,钌又出现了新的增长机会。尤其是在芯片内部金属互连越来越微细的情况下,钌有望在最窄的金属线中逐渐挑战铜的地位。

更值得关注的是,AI数据中心一方面推动高容量存储设备需求,另一方面也持续推动先进制程芯片的发展。对于钌而言,这两个方向正在同时形成需求拉动。

从硬盘材料走向先进芯片互连

钌受到半导体行业关注,一个重要原因在于铜互连正在越来越接近其物理极限。

随着晶体管尺寸不断缩小,芯片内部的金属互连线也必须同步缩窄。但当铜线宽度进入纳米尺度后,问题开始变得更加突出。

传统铜互连需要依靠扩散阻挡层(diffusion barrier)以及衬层来防止铜向周围介电材料扩散。随着金属线越来越窄,这些并不承担主要导电功能的材料,在整个互连结构中所占的比例反而越来越高,最终挤压真正用于传输电流的铜。

钌的优势恰恰在这里体现出来。

在非常窄的互连尺寸下,钌不一定需要像铜那样依赖复杂的扩散阻挡层结构,同时其电阻率随着线宽缩小而上升的幅度相对较低。资料显示,当金属线宽度达到约17nm及以下时,钌开始具备与铜竞争的条件。

这意味着,随着先进逻辑制程继续向2nm及以下节点推进,钌可能从铜互连中的辅助材料,逐步进入更核心的金属互连结构。

事实上,钌并不是刚刚进入芯片制造。此前,它已经被用于铜互连的liner(衬层),帮助铜继续向更小尺寸扩展。

而随着先进封装和背面供电技术的发展,钌的应用范围也正在进一步扩大。研究人员已经展示了采用钌填充的纳米TSV,也就是纳米级硅通孔,可以用于从芯片背面向内部输送电力。此外,imec也已经展示了采用钌材料的埋入式电源轨(buried power rail)。

从这些进展来看,钌未来的角色可能不再局限于传统意义上的“辅助材料”,而有机会成为先进节点金属互连体系中的重要组成部分。

钌还有一个特点值得注意:它的熔点比铜高出1000多摄氏度,而且受热膨胀程度不到铜的一半。这意味着,在高温工艺环境下,钌与硅之间的热膨胀失配相对更小。

对于先进制程而言,这些材料特性意味着钌具备进入极端微缩互连结构的潜力。

AI数据中心正在同时拉动硬盘和芯片需求

半导体应用之外,硬盘仍然是钌的重要需求来源。

传统硬盘本身使用的钌并不算多,因此即便钌价格大幅上涨,对单块硬盘成本的影响也相对有限。但随着AI数据中心快速扩张,数据存储需求不断增长,硬盘市场本身正在成为钌需求的重要支撑。

数据显示,电子行业对钌的需求已经从2023年的30万盎司增长至2025年的41.3万盎司,预计2026年将进一步达到43.5万盎司。

其中,数据中心扩张预计将推动硬盘领域的钌需求在今年达到近五年来的新高。

这背后其实是一个比较典型的AI基础设施逻辑:AI训练和推理产生的数据规模不断扩大,不仅需要更多GPU、CPU和网络设备,也需要越来越大的数据存储容量。

因此,钌正在同时受益于AI产业链的两个环节——*先进制程芯片互连和数据中心存储。

更重要的是,芯片领域目前仍处于钌应用扩张的早期阶段。如果未来钌真正进入2nm及以下先进节点的核心互连结构,其需求增长空间可能远高于传统硬盘市场。

供给端却很难因为涨价快速扩产

与需求端相比,钌最大的特点可能是供给缺乏弹性。

钌属于铂族金属,目前绝大部分供应来自南非铂矿生产。问题在于,钌通常并不是矿山开采的主要目标,而是在铂等其他铂族金属生产过程中作为副产品被回收。

这意味着,即便钌价格大幅上涨,矿企也很难单纯因为钌价格上涨,就迅速扩大钌产量。

例如,钌在Sibanye-Stillwater 2025年的铂族金属收入中仅占3.3%。因此,对于矿企而言,决定矿山投资和产量的核心因素仍然是铂、钯等主要金属的经济性,而不是钌本身。

2025年全球钌原生供应量约为30吨,同比下降14%。此前市场还曾依靠生产商库存释放来弥补供需缺口,但2024年的库存释放并没有在2025年重复出现。

这就形成了一个比较特殊的市场结构:需求可以随着AI、电子和化工行业变化而增长,但供给却很难因为价格上涨而同步增加。

根据Johnson Matthey的预测,2026年钌需求将达到119.3万盎司,而原生供应仅约97.7万盎司,意味着市场本身已经存在明显的供需缺口。

化工需求短期承压,但长期供需矛盾仍值得关注

钌目前最大的终端需求来自化工行业,因此化工市场的变化也直接影响钌价。

2026年化工领域钌需求预计下降16%,主要原因之一是中国尼龙生产商此前进行了大量产能建设,导致行业出现产能过剩。一些生产商也开始通过更换催化剂来降低对钌的需求。

这也是钌价格虽然已经大幅上涨,但没有进一步失控的重要原因之一。

不过,从更长周期来看,化工需求的下降未必意味着钌需求将持续走弱。历史经验显示,化工领域对钌的需求在经历周期性下滑之后仍可能恢复。

如果未来化工需求重新回升,那么市场原本已经存在的供需缺口可能进一步扩大。

而与此同时,电子行业需求仍在增长,数据中心存储和先进制程芯片又为钌带来了新的增量市场。

因此,钌市场正在形成一个比较特殊的结构:传统需求短期承压,新兴需求持续增长,而供给端却很难快速扩张。

真正值得关注的,是2nm之后的芯片需求

如果只看硬盘,钌还很难成为一种真正意义上的“战略材料”。

但如果把视线放到先进制程,就会发现情况正在发生变化。

芯片制造正在从过去单纯依靠晶体管微缩,逐步转向晶体管、互连、供电和封装协同优化。随着金属线宽不断缩小,铜互连面临的电阻、扩散以及工艺复杂度问题越来越突出,这给钌等新型互连材料创造了机会。

尤其是在2nm及以下节点,如果钌能够在最窄的互连层中实现商业化应用,那么它所对应的将不再只是某一种材料的替代,而可能是先进逻辑芯片金属互连体系的一次调整。

而从数据中心角度来看,AI算力增长又同时推动了硬盘和其他存储基础设施的扩张。

也就是说,AI并不只是通过GPU、HBM等热门芯片拉动半导体产业,它正在向材料端继续传导。

对于钌而言,这种传导已经开始显现。

按照1950美元/盎司计算,目前全球一年约30吨的钌原生供应,对应的市场价值已经达到约20亿美元。但即便价格继续上涨,矿企也很难简单地通过扩大开采规模来解决供给问题。

如果未来化工需求重新恢复,同时电子行业继续增长,尤其是先进制程芯片和AI数据中心持续扩张,那么钌市场的供需缺口可能进一步扩大。

过去,钌更多是铂族金属产业链中的一种“小众副产品”;未来,它可能成为AI基础设施和先进芯片制造中越来越重要的一种关键材料。


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